智能站设计在变电二次继电保护中的分析论文_张莉亚1,曹殿铎2

智能站设计在变电二次继电保护中的分析论文_张莉亚1,曹殿铎2

(1国网焦作供电公司 河南焦作 454000;2国网修武县供电公司 河南焦作 454000)

摘要:无论是在我们的日常工业生产,还是在人们的日常生活中,都可以发现智能站对于电力行业发展的作用,尤其是对国民经济的发展和人民生活方式的转变产生了较大的作用,所以这就要求在平时更好地维护好电力设备的稳定运行。而随着智能电网普及和大量智能变电站投入使用,智能变电站在继电保护方面也就有着更高的技术要求,但是现实情况是,继电保护方面依然存在诸多不足,必须及时采取完善措施,以保证电力运行的安全。基于此,本文主要对智能站设计在变电二次继电保护中的应用进行分析探讨。

关键词:智能站设计;变电二次继电保护;分析

1、前言

智能变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施,是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点,对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。智能站设计能够对变电二次继电实行保护,确保电力设备的稳定运行。目前,我国加快了智能变电站的建设步伐,随着智能变电站投运数量的增加,继电保护作业方式正发生根本性变化,二次系统内工作时的安全性也越来越受到重视。

2、智能站设计在变电二次继电保护中的措施

2.1拔出光纤

在电力设备正常运行的情况下,应定期实时检测继电保护,通过跳闸脉冲的形式检测回路,掌握变电站自身的特征。如果不能及时拔出光纤,将无法进行硬件隔离工作,无法进行实时保护。特别强调不能来回插拔光纤,这样不利于电力设备的稳定运行,会对电力设备有一定的负面影响,造成安全损失。除非在特殊情况下,否则不要拔出光纤。另外,工作人员要提高自身素质,在电力设备运行的过程中,应定期检验智能站设计,在检验过程中要及时发现问题,并有效解决。针对故障问题,工作人员应增强应变能力,以确保电力设备工作有序开展。

2.2投入被检修设备“投检修态”压板。

“投检修态”压板的作用是将装置发送的报文中的“test”位置“1”,目的是传递其他设备本装置正处于检修中的信息,收到这个信息的其他装置虽然仍然和它有信息交换,但是不再互相操作。只有检修态设备之间可以互相操作。

“投检修态”压板在智能变电站二次安全措施中的地位不言而喻,它构成整个二次安全措施的最底层防线。目前,有的保护厂家在装置面板上缺少对该压板状态的明显信号提示,只将该压板状态反映在保护装置开入位置变位中,这给保护人员实时把握该压板实际投入状态带来了困难。如果由于“投检修态”压板接触不良或压板连接二次引线的松动,造成压板工作位置与实际不对应,将会带来非常严重的后果。因此,建议继电保护厂家高度重视此问题,在新装置设计中能在保护面板醒目位置给出该压板实际投入与否状态的信号提示。

2.3单间隔设备停电装置检修

单间隔设备停电装置检修主要针对线路保护定检或线路保护消缺必须停用一次设备的情况,其二次安全措施相比带电消缺更加简单,同样以220kV双母线接线的线路间隔为例进行说明:

1)投入被检修间隔合并单元“投检修态”压板;

2)退出2套母线保护“XXX间隔投入软压板”,保证母线保护装置不处理该间隔合并单元的采样数据;

3)投入被检修间隔线路保护“投检修态”压板,投入智能操作箱“投检修态”压板,保证本间隔的GOOSE报文不对运行中的母线保护造成影响。

2.4多间隔设备不停电装置检修

以220kV双母线接线的母线保护为例,常规220kV母线微机保护不停电定检校验时,二次安全措施的执行步骤为:首先断开母线保护所有间隔出口跳闸压板、母差保护动作启动主变失灵跳三侧压板;然后将母线保护所有电流回路短接,拆除电压二次回路。常规220kV母线微机保护校验整组传动试验时,采用测量“跳闸脉冲”的方法验证回路的完整性。

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智能变电站母线保护二次安全措施仅靠投入保护装置“投检修态”压板、退出保护出口跳所有间隔“XXXGOOSE发送软压板”,安全措施显然不够完善,对于电流、电压二次回路只能依靠拔尾纤的方法实施。智能变电站母线保护采用直跳光纤传输跳闸信息,因此母线保护整组传动试验无法采用测量“跳闸脉冲”的方式验证回路的完整性。智能变电站母线保护可通过抓取GOOSE报文的形式验证保护动作行为的正确性。为了通过网络报文分析仪获取母线保护动作GOOSE报文,需投入所有间隔“XXXGOOSE发送软压板”。由于缺少硬件上的隔离措施,采用这种方法将带来一定风险。考虑到母线保护的重要性,通常作法是拔下保护直跳光纤,将其接入数字报文分析仪,从而进行保护动作行为分析。

2.5单间隔设备不停电装置检修

一次设备不停电,需要处理的装置为本间隔单套保护的某一台装置。下面以220kV双母线接线的线路间隔为例,说明智能站设备不停电检修时继电保护二次安全措施的实施。图3为220kV双母线接线的线路保护构成示意图。

1)合并单元检修时二次安全措施的实施。智能变电站保护所需的电流、电压数据取自合并单元(配置独立的三相电子式电流电压互感器(electroniccurrent&voltagetransformer,ECVT)的间隔可不配置合单元)。双重化配置的继电保护中,合并单元同样采用双重化配置。当A套合并单元的故障导致电流、电压数据异常时,将影响到该间隔第A套线路保护和第A套母线保护,通常也会影响到该间隔遥测回路;当B套合并单元故障时,将影响到该间隔第B套线路保护和第B套母线保护。因此检修合并单元时,使用该合并单元采样数据的保护装置必须全部退出运行。其二次安全措施具体来说,包括以下内容:

①投入被检修合并单元的“投检修态”压板;②退出与被检修合并单元对应线路保护的“跳闸出口GOOSE发送软压板”、“重合闸出口GOOSE发送软压板”和“启动失灵GOOSE发送软压板”;③退出对应线路断路器失灵保护的“启动失灵GOOSE发送软压板”、“跳闸出口一GOOSE发送软压板”和“跳闸出口二GOOSE发送软压板”;④退出对应母线保护所有间隔“跳闸出口GOOSE发送软压板”;⑤必要时,退出对应智能终端“出口跳闸”和“重合闸”硬压板。如果电流、电压采用传统互感器接入合并单元采样的形式,同时需采取防止电流二次回路开路和电压二次回路短路的措施。

2)线路保护装置检修时的二次安全措施。

线路保护装置消缺二次安全措施相对简单,即:①投入线路保护“投检修态”压板,保证线路保护的报文不出口,不对母线保护装置造成影响;②退出线路保护“跳闸出口GOOSE发送软压板”、“重合闸出口GOOSE发送软压板”和“启动失灵GOOSE发送软压板”;③退出对应母线保护“XXXGOOSE接收软压板”。

由于整个二次安全措施过程中只有逻辑断开点,而缺少硬件断开点,完成对线路保护的处理后,如果需要对保护装置进行逻辑试验以及整组传动试验,则需要将线路保护的采样光纤接口拔出,使用数字式测试设备直接对装置注入采样数据,保护装置的反馈GOOSE信号可从相应的GOOSE测试接口获得。

3)智能终端检修时的二次安全措施。

智能终端作为一、二次设备的接口,除具备传统操作箱的功能外(不具备断路器防跳功能),还包括了整个间隔内所有隔离开关的遥控、遥测和遥信功能。因此,智能终端消缺的二次安全措施同样相对困难。①投入被检修智能终端的“投检修态”压板;②断开智能终端“出口跳闸”和“重合闸”硬压板。考虑到间隔内隔离开关位置可能发生改变,应根据现场情况考虑停用对应保护,并将对应母线保护的该间隔刀闸位置强制为实际状态。

3、结语

智能变电站继电保护二次安全措施的实施是智能变电站运行维护的一个非常重要的课题。传统的作业方式正面临着巨大的转变,有必要在设计、制造、施工、运行各方中达成共识,形成统一、标准的二次安全措施作业规范,这对于保证智能变电站安全稳定运行,推进智能变电站技术的发展有着非常重要的意义。

参考文献:

[1]郑冰.变电二次继电保护智能站设计[J].科技致富向导,2015(20):34~35.

[2]李迪,郭志瑞,徐振磊.智能化变电站建设中相关问题研究[J].通讯世界,2014(17):130~131.

[3]王经.智能化变电站建设方案的探讨[J].通讯世界,2014(17):109~110.

论文作者:张莉亚1,曹殿铎2

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2018/1/6

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