摘要：针对智能变电站继电保护运行维护手段的不足，提出了一种建立继电保护三维保护系统的多维控制方法。该方法从时间、空间和服务三个维度进行继电保护运维技术的创新，在电网的实际应用中取得了显著的效果，促进了智能变电站运维技术的发展。
关键词：智能变电站；继电保护；多维度管控；在线监测
随着智能变电站的大规模运行、无人值守变电站的推广和远程运行，原有变电站管理控制方式和二次设备运维管理模式存在的问题和困难逐渐显现。首先，智能变电站具有高度智能化和交互性的特点，使得传统变电站原有二次设备的运维方式不适用。传统的电缆二次回路被光纤、网络通信方式和软压板所取代，没有明显的安全隔离断开点，使得基础设施扩建、调试验收、维护安装措施的管理和控制困难而复杂。其次，在无人值守变电站运行维护模式和远程运行模式下，二次设备远程在线监测分析的实际水平亟待提高。基于智能变电站的在线监控分析工具的定制和无人值守控制模式的改进迫在眉睫。此外，智能变电站的运维工作还有待完善，缺乏现场运维等运行规章制度。基于现状，本文从时间、空间、业务三个维度对智能变电站继电保护与运行进行技术创新。在时间全程控制、空间全方位控制、业务规范运行的基础上，构建了适合大电网当前运行的继电保护三维保护系统。
1.时间维度
在时间维度上，从区域集中联调、首检式验收、ＳＣＤ管控、不停电检修、运维安措可视化展示及管控等方面，探索智能变电站继电保护全过程管控手段。
1.1区域集中联调
为了解决现有调试方法布线集成不完整、测试验证简化等缺点，智能变电站的测试模式由传统变电站的“现场调试”模式转变为“系统集成调试”和“现场验证”模式。全站二次设备布线系统集中调试在联合调试基地进行，可优化调试过程，提高调试质量，提高现场施工效率。在传统变电站智能改造项目中，系统集中调试模式可以减少一次设备的停电时间，缩短项目改造周期，提高电网的可靠性水平。
1.2首检式验收
为了解决传统的电缆布线验收和功能测试方法不能准确验收智能变电站软件设置、虚拟二次回路、隔离安全措施等问题，开展智能变电站一次验收的一种新的验收模式，验收时按《初筛试验技术验收工作要求》的要求，结合新变电站的运行情况，对设备进行优化验收和初检。制定并发布了基建项目二次设备首次验收规范，重点实施了配置文件的“SCD配置验证”、“虚拟信息验证”验收和“同源控制”，减少了配置修改导致的重复验收。广州福特高压交流项目和500kV吴宁变压器的数据显示，设备一次检测后运行中的故障率明显低于全国平均水平5倍/（100台/年）。
1.3ＳＣＤ管控
针对SCD文件管理、范围变化和问题，如难以评估继电保护功能的影响，首先使用SCD版本管理在技术方面，CRC校验码验证，以及离线、在线、实时和其他技术手段，确保变电站SCD文件总是符合实际操作变电站配置；其次，在管理中建立以智能变电站SCD全站配置文件为核心的二次系统配置集约化控制系统，实现变电站二次设备配置变化的闭环联动。
1.4运维管控
1.4.1智能变电站二次系统可视化在线监视
采用SCD虚拟二次回路可视化技术，以传统电缆二次回路的连接方式向运维人员显示智能变电站看不到的虚拟终端和二次回路。同时，通过对智能变电站一次设备模型、交换机模型、电缆链路拓扑结构的改进，实现了基于智能变电站一次和二次系统级、间隔级、设备级、虚拟二次回路和通信链路的全模型可视化在线监控。
1.4.2智能变电站安全措施管控
为应对智能变电站软压板及检修压板隔离措施存在不直观、软件可靠性的问题，一方面探索“检修装置、关联装置、后台监控”关联关系，核对相应装置检修压板、软压板状态“三信息”，比对安全措施隔离技术和图形化显示（如图１所示）；另一方面编制智能变电站现场作业安全措施指导意见、实施案例和现场检修安措卡，为现场工作提供实施原则和实施依据。
1.4.3基于风险受控的智能变电站不停电检修
完全保护双重配置，提出了结合离线模拟测试，测试方法等网络直接传输，通过一组间隔轮关闭设备不修复工作一次停电，解决智能保护的双组配置失败涉及间隔更换智能终端，合并单元，母线保护设备联合调试和母线扩展间隔应是设备大面积停机服务的问题，有效降低了智能变电站的维护难度和停机时间。
2.空间维度
在空间维度方面加强变电站继电保护全方位、多层次远程管控，建设分布式二次设备在线监测与分析系统。运维站侧重点在远程可视化在线监视，检修单位侧重点在智能缺陷分析技术，调度端侧重点在电网故障自动分类和诊断。
2.1面向运维站的远程可视化在线监视
对智能变电站的保护信息流进行分解和排序，继电保护信号通过站端远程通信工作站进行传输，实现保护设备的远程全景可视化和远程控制。保护设备的远程全景可视化将显示液晶屏，报警灯信息和保护设备的软压板状态全景的方式从远处，并显示实时采样值，操作固定值，设备的自我描述，压板状态、报警记录和其他信息无法显示的自动化系统远程实时屏幕。保护设备的远程控制主要包括远程在线开关定值操作区、远程复位微机保护信号、软压板等功能。
2.2面向检修单位的远程诊断与应急抢修
2.2.1基于插件级缺陷定位的继电保护远程诊断
通过装置告警软报文信息分类梳理，推断可能的故障设备、故障类型，实现精确到插件的继电保护缺陷定位，完成二次设备从“就地运维”到“远程运维”的精益化转变。
2.2.2基于辅助决策应用模块的继电保护状态检修体系
应用继电保护状态检修软件，以继电保护状态检修辅助决策应用模块为核心，建立保护设备状态评价数学模型，根据实时、历史监测数据和保护历史动作情况，进行综合分析诊断，合理安排检修方案。
2.2.3基于实时监测系统的应急抢修辅助决策系统
集成SCADA系统、故障记录与变电站网络系统、3G视频系统等实时监控系统，建立继电保护应急抢修辅助决策系统。突破原有严重依赖现场提供详细数据分析和预测的应急维修运行瓶颈，应急指挥人员将在中心给出诊断结果，并指导现场维修人员开展设备的维修工作。
2.3面向调度端的故障层级分析及智能分类判别
针对大量故障记录仪同时开始记录的事故场景，传统的故障记录仪无法判断和筛选故障信息，监管机构无法在第一时间快速准确地了解电网故障信息。所有调度电网故障时的保护动作信息过滤和智能分析、成形设备，变电站和电网三级失败报告，在同一时区（外）故障自动分类、故障简报等功能自动推送，极大地提高了快速调节判断和处理事故的能力，加速经济复苏。
3.业务管控
在业务管控方面，加强继电保护业务的标准化作业及闭环管理，保障各项管控措施落到实处。为此，编制了《区域集中联调基地管理办法》、《智能变电站继电保护首检式验收规程》、《广州电网１１０～５００ｋＶ智能变电站继电保护现场运行规程》、《智能变电站运行异常处理手册》等规程规范；组织制订了《５００ｋＶ智能变电站继电保护装置及二次回路检验规程》１１套、２２０ｋＶ及以下智能变电站检验标准化作业指导卡８６套等系列标准化作业指导书、指导卡，有效提升了智能变电站继电保护现场作业的标准化、规范化水平，保障了继电保护多维度管控顺利推行。
结论
电网通过基于时间、空间和业务三个维度构建的智能变电站管控手段和立体保障体系研究、探索与实践，保证了智能变电站“零缺陷”投产、运行阶段全业务精益化管控，实现了装置运行工况、压板状态等远程巡视，保护设备异常远程快速诊断和状态评价，及故障层级分析、区内（外）故障自动分类和故障简报自动推送等功能，提高了运行、调控人员快速判断、处理设备异常和电网事故的能力，完善了远程运维手段，保障了电网安全稳定运行。
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论文作者:温喜灵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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