浅谈智能变电站设备运行中的缺陷分析和处理

 叶建国

 （上海电力高压实业有限公司，上海200331）

摘要：介绍了智能变电站内设备运行中需要关注的问题和注意事项，并结合A变电站继电保护设备运行中遇到的缺陷和问

题，提出了分析和处理的方法。

 关键词：智能变电站；运行模式；继电保护：缺陷处理

 中图分类号：TM63  文章编号：1006 - 2394( 2016) 04 - 0022 - 02

0引言

 A变电站作为上海第一座220 kV智能化变电站，同样也是上海坚强智能电网的重要组成部分之一，基于IEC61850标准的智能变电站将变革传统的运维模式。在智能化变电站内，传递控制和状态量的二次电缆被光缆取代，硬压板被软压板取代，通过安装在一次设备上的传感器向监控系统传递状态信息，变电站设备的状态监测变得更加容易，控制更加高效，运行模式发生了较大的变化。

1智能设备的运行分类

  根据数字化程度的差异，IEC61850变电站基本上可以分为三种运行模式：第一种模式只在站控层网络采用IEC61850标准，间隔层保护、测控等装置与一次设备间使用常规二次电缆连接；第二种模式是在站控层和过程层网络采用IEC61850标准，间隔层设备之间以及间隔层和过程层设备之间使用光缆连接，但采样值未实现数字化，交流电压、电流通过二次电缆接人间隔层设备；第三种模式是在第二种的基础上，完成实现采样值的数字化。而上海第一座智能变电站就是采用了第三种运行模式。

2继电保护设备的运行情况

 在智能化变电站内，继电保护设备的运行状况、告警信号、事件记录、故障报告等均通过站控层网络分别传送至监控主机、保护信息子站和远动装置，监控主机通过MMS服务实现保护装置的定值召唤、修改等功能。通过GOOSE网实现保护跳闸、失灵启动、远跳、断路器设备控制等一系列一次设备的运行。A变电站地处上海中心位置，其重要性不言而喻，为了达到其能够可靠运行，其继保设备配置采用直采直跳方式，动作信息不通过GOOSE网进行传递。

3  智能变电站运行注意事项

 不同于传统变电站，智能化变电站在MMS网、GOOSE网以及SV网三网框架下运行，除了使用故障录波等传统监控设备之外，还需要利用好网络分析仪对三网报文进行检测。一旦保护动作或异常时，运维人员可以从网络分析仪中调取相关GOOSE、MMS报文，便于快速进行分析处理。另一个重要点是对于“检修压板”的管控。不同于传统概念的检修压板，装置检修时，放上该压板，装置告警灯亮，上送检修标志信息，发送报文的检修状态“test”置为1。IED设备在接收到GOOSE报文中与前端传送端保持一致时，设备才能正确动作。正常运行时，严禁放上该压板，在运行操作票中应对该压板进行严格管控，并认真检查，防止误放上“检修压板”。

4智能变电站运维过程中遇到的问题

4.1合并单元缺陷

 在A变电站投运后，其中2号主变第二套保护曾发送“II类总告警、MU不同步、采样无效”等告警信号，如图1所示。由于四方公司保护装置为掉牌信号，经运行人员按复归按钮后，信号复归。但其后又反复出现异常报警，后经运维人员检查，保护告警所对应的合并单元应为2号主变中性点合并单元B，保护告警期间站内无其他装置GPS失步信号，从报文分析仪上也未发现该相关合并单元的采样值报文出现同步位至“0"情况，因此推断可能合并单元输出至保护装置存在异常。

 在智能变电站中，合并单元替代了传统变电站中的电流、电压采样回路，为智能化设备提供SV采样信息。通过对2号主变中性点合并单元B的SV报文进行分析，并对原SCD文件进行重新检查后与厂方进行核实后发现，原配置合并单元的输出光口虽可以正常输出SV采样，但在大数据接收并交互的过程中，无法正常稳定地输出SV采样数据，使得双AD采样数据差值过大，波动报警。后通过全站建模重新配置中性点合并单元B的输出光口，问题也即随之解决。

4.2前置采集单元缺陷

 35 kV I段母线压变B相出现电压升高，单相最高电压超过27 kV，35 kV一／四母差保护装置PT断线告警、一段母线电压闭锁开放，电压异常持续超过20 min后恢复，如图2所示。

 某日6时至9时，B相电压又出现过两次波动，最高超过27 kV。

 运维人员调取故障录波的波形文件后，发现35kV I段B相两组电压均存在突变现象，电压升高同时波形存在一定畸变，含有近5%的直流分量以及超过3%的3次谐波分量，如图3、图4所示。

 A变电站35 kV使用电子式互感器，在电压采样到达IED设备前需要经过两个电压分配器，一个一级分配器分给两个同级的二级分配器。I母B相两组电压均同时出现异常，因此判断异常情况不是由二级电压分配器所造成，问题可能出现在压变本体或一级分配器处。经与互感器厂家沟通后，厂家认为根据电阻分压原理的小信号压变电压异常只可能出现电压降

低，不可能出现电压突变升高的现象，同时，一级分配器与二级分配器是同一厂家产品，也不存在谐振等配合异常的可能。运维人员在利用报文分析仪、故障录波等设备对电压数值进行监视后发现与厂家分析的原因有出入，由于电压突变存在直流和谐波分量，很大可能在消除谐振上存在问题。后针对互感器厂家的分配器原理图逐项分解处理后发现，在原有电压输出回路上缺少一个分压电阻，在增加了分压电阻并运行观察较长时间后，电压不再突变。

5结束语

 国家电网的智能化变电站已经进入了全面推广的阶段，智能变电站的运维管理必然成为电网运行的重要环节。在过程层一次设备还未特别完善，大面积推广的情况下，利用好报文分析仪、故障录波等相关报文监控设备加强对智能设备的监护，才能给设备运维人员及时提供准确的数据，为缺陷分析和处理提供帮助。