摘要:智能变电站技术作为现阶段综合性、技术性相对较强的行业,对智能变电站内部的继电保护是相对较为关键的,变电站技术的整体发展与电网架构、变电站选取地址、变电站设备的实际运行状况以及电力网络通信的实际情况等外部因素有着直接的联系,应对110kV智能变电站的继电保护技术进行不断的完善,充分了解智能变电站,进一步强化我国变电站整体水平,提升设备安全可靠性。
关键词:智能变电站;继电保护;配置
前言
110kV智能变电站对继电保护的配置,必须达到安全、可靠的水平,才能投入到继电保护运行中。110kV智能变电站在继电保护配置的干预下,具有自动保护的功能,提高了对变电站信息的处理能力,推进110kV变电站的智能化发展,通过继电保护的配置设计,促进110kV智能变电站继电保护的统一发展,完善继电保护在110kV智能变电站中的运行。
1智能变电站继电保护装置介绍
数字化智能变电站以IEC61850通讯规范为基础,通过对数字化信息进行标准化,实现信息共享和互操作,具有继电保护、数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站从逻辑结构上可以分为过程层、间隔层和站控层三个层次。
智能变电站继电保护涉及到多种网络,如:SV、GOOSE等,防止不同网络的干扰,要严格按照独立性原则优化保护配置,增加网络安全,从而是继电保护安全可靠运行。110kV智能变电站本身具有信息化的特点,要求继电保护配置按照信息化原则进行配置,重点在配置方案中落实信息技术,如:110kV智能变电站继电保护配置中引入电子设备,通过电子设备完善保护配置。
2总体配置原则
与更高电压等级的变电站相比,110kV变电站站内接线形式和设备相对简单,根据国家电网公司智能变电站技术规范的要求,110kV变电站的继电保护配置应遵循以下原则:
(1)智能变电站的继电保护实旋方案应满足传统继电保护的“四性”以及其他安全性要求。
(2)110kV及以上电压等级的过程层SV网、过程层GOOSE网、站控层MMS网应完全独立,继电保护装置接入不同网络时,应采用相互独立的数据接口控制器。
(3)110kV及以上电压等级双母线、单母线分段等接线形式(单断路器)电子式电压互感器的(EVT)设置,宜在各线路、变压器间隔分别装设三相EVT,条件具备时宜采用电子式电流、电压互感器(ECVT)。
(4)110kV及以下电压等级宜采用保护测控一体化设备。
(5)110kV及以下保护就地安装时,保护装置宜集成智能终端等功能。110(66)kV智能终端宜单套配置。
(6)110(66)kV电压等级宜采用电子式互感器;35kV及以下(主变间隔除外)若采用户内开关柜保护测控下方配置时,宜采用常规互感器或模拟小信号输出互感器。
(7)110kV及以下变电站,主变各侧合并单元宜冗余配置,其余各间隔合并单元宜单套配置。
(8)故障录波装置和网络报文记录分析装置应能记录所有合并单元(MU)、过程层GOOSE网络的信息,录波器和网络报文记录分析装置对应SV网、GOOSE网、MMS网的接口,应采用相互独立的数据接口控制器。
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3智能变电站继电保护的配置
110kV智能变电站继电保护配置主要体现在三个方面,分别是变压器配置、母联配置和线路配置,某些变电站需要配置110kV母差保护。
3.1变压器配置
变压器是110kV智能变电站的核心设备,也是继电保护配置设计的重点。变压器配置的原则是:瓦斯保护、差动保护、后备保护、过负荷保护、过励磁保护和其他非电量保护。变压器配置主要是实现保护功能,第一是防护变压器自身故障,提高变压器的运行性能;第二是调整变压器的运行方式,避免出现过大的误差,落实配置原则的应用。一般情况下,遵循变压器保护配置原则,变压器在瓦斯与差动保护中实行主保护,其他为后备保护。结合110kV变压器的智能化表现,分析继电保护的配置[2]。变压器继电保护需要与测控装置直接相连,可以在第一时间采集变压器的信息,迅速完成数据采样,准确的检测110kV变压器的运行现状。变压器配置中还需引入GOOSE网络,强化继电保护装置之间的连接性能,一旦变压器出现运行故障,继电保护配置可以立即执行保护动作。
3.2母联配置
母联配置是指110kV智能变电站继电保护中的母联保护。母联配置保护的原则有:(1)配合变压器配置保护,划分母线差动、失灵、过流等保护配置;(2)母线配置遵循配合原则,不能单独实行断路器保护;(3)母线失灵保护配置应该主动接入变压器保护。母线保护配置的功能主要体现在失灵启动和辅助保护装置两个方面[3]。母联保护具有分段的特性,继电保护配置也要考虑分段因素的影响,完善继电保护与母线智能终端的连接方式,按照保护装置的配置要求设计单元设备,此部分配置可以利用SV连接,避免信号传输的过程中出现信息停止,满足母联继电保护配置对时效性的要求,提升其在110kV智能变电站继电保护中的可靠性。
3.3线路保护配置
对于110kV智能变电站,线路采用保护、测控功能宜一体化装置,按间隔单套配置。线路保护直接采样、直接跳断路器,经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸等功能。线路间隔内保护测控装置除了与GOOSE网交换信息外,均采用点对点连接和传输方式直接与合并单元、智能终端相连。保护测控装置与合并单元的连接和数据传输,实现直接采样功能,与智能终端的连接实现直接跳闸功能;均不通过GOOSE网络实现。安装在线路和母线上的电子式互感器获得电流电压信号后,先接入合并单元,数据打包后再经过光纤送至SV网络和保护测控装置。跨间隔信息接入保护测控装置时,采用GOOSE网络传输方式。
4探讨智能变电站继电保护装置的展望
4.1首先是信息采集的自动化
自动化信息的采集是需要一定前提的。比如,电子式的互感器以及光电效应的互感器高新设备在智能变电站中的不断应用,便为继电保护装置的自动化采集工作提供了良好的平台。与此同时,随着间隔层的功能逐渐融入到过程层里进行操作,这就使变电站保护系统的集成化程度上升到一个新的领域,而且,它的构造也比之前简单了很多,便于操作。同时,在信息采集的过程中,加强了对电磁场的抗干扰能力。从而保证了信息采集的准确度,不会造成不必要的麻烦。同时信息采集的自动化,可以更好地提高工作效率,也能合理地安排有限的劳动力资源。
4.2其次是网络通信的标准化
在智能变电站中,通讯的标准体系不断提出。这就使往日的那个没有一个统一的标准,仿佛失去了方向的船舶,只有自己在茫茫海上寻找自己方向的电力系统在海上找到了自己的灯塔。使它朝着自己的目标,统一的模型,统一的标准,以及互联网开放的方向不断前行。网络通信的标准化可以使互联网之间的相互干扰得到相应的避免。在信息采集的自动化下,网络通信的标准化可以使采集到的信息更加准确,更加真实。
结语
智能变电站是电力实业的重要发展标志,也是一个国家电力水平的衡量标准,所以保证智能变电站继电保护配置的安全性就显得格外重要。智能化的发展过程中,对继电保护也有了新的要求提出,继电保护配置在传统变电站继电配置基础上通过现代化的技术手段加强了其保护的可靠性及灵敏性。
参考文献
[1]邹贵彬,王晓刚,高厚磊,等.新型数字化变电站分布式母线保护[J]电力自动化设备,2010,30(11).
[2]马淑英.发电机―变压器―线路组接线系统继电保护配置[J].科技情报开发与经济,2017(06).
[3]马文革.谈电力变压器的继电保护配置[J].黑龙江科技信息,2016(35).
[4]郑磊.论数字化继电保护在110kV智能变电站中的应用[J].环球市场信息导报,2014,04:88.
论文作者:林龙祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/27
标签:变电站论文; 继电保护论文; 智能论文; 变压器论文; 母线论文; 间隔论文; 互感器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;