智能变电站故障对继电保护的影响分析论文_曾宪林

智能变电站故障对继电保护的影响分析论文_曾宪林

摘要:智能变电站的运行结构与传统变电站存在很大的差异,目前我国的智能变电站运行结构主要包括了智能变压器、合并单元(MU)、电气开关、监控系统与保护系统等。随着智能变电站建设技术的不断发展,在二次变电系统应用时,光纤技术取代了传统的电缆设备,而数字模拟信号取代了电压与电流的数据监测工作,保护系统与监控系统的工作内容由合并单元进行了取代。而随着技术的革新,智能变电站对时间同步系统提高了更加严格的工作要求。

关键词:智能变电站;?同步时间系统故障;?继电保护工作;?解决对策;

1 时间同步系统故障与继电保护的关系分析

在变电站运行的时候,主要采取整群抽样的方式,确保出继电保护设备与其他电力设备之间的时间误差。为了获取准确的电力运行参数,可以根据脉冲对应的TV与TA进行二次数据的采集,从而确保采集数据的真实性与可靠性。

在时间同步系统运行的时候,主要采取电子互感器进行数据的采集,然后利用保护系统与监控系统的数据模块转化,最后将实际的工作数据反馈到合并单元。在智能变电站运行的时候,每一个电子互感器都是独立运行,以确定数据采集的准确性。由于没有进行系统的统一管理,因此一次与二次的变电数据信息,在系统传输的时候,存在一定的时间延误,而该时间延误的问题会影响到继电保护工作的可靠性。在进行二次变电数据处理的时候,不能直接使用自动系统提供的数据信息,为了避免出现时间同步的故障,需要发挥出高精度时钟的作用,确保合并单元的数据信息可以实现同步传输,保证合并单元的处理工作质量。目前智能变电站中的继电保护系统已经装置了高精度时钟,以确保继电保护系统的稳定运行。

2 智能变电站时间同步系统故障对继电保护工作的实际影响研究

2.1 研究案例概述

本文以我国某一处智能变电站为例,出现了继电保护系统的工作故障。在2018年12月28日18时19分24秒,110kV的电力系统在合并单元的调控下,与1号的主变高压合并单元出现了时间的误差。在5秒钟之后,2号的主变高压合并单元与电力系统也出现了时间的误差。在1秒钟之后,所有的合并单元时间恢复了同步。在2018年12月28日18时19分34.824秒的时候,2号的主变高压侧与合并单元B恢复了时间同步。在2018年12月28日18时19分34.891秒的时候,2号变压器启动了继电保护系统,执行了开关三侧跳闸的工作指令。在故障发生之后相关的工作人员立即对智能变电站的合并单元与继电保护系统进行了全面系统的检测,最后发现合并单元没有故障,初步判定是由于时间同步系统出现了故障进而影响到了继电保护系统。

2.2 智能变电站时间同步系统故障对继电保护系统的实际影响分析

智能变电站中的时间同步系统,可以为电力系统的所有电力设备提供准确的时间与工作指令信息,如电力调度的自动化处理工作、继电保护装置、雷电定位系统等,上述案例中智能变电站的时间同步系统工作连接如下图所示。

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智能变电站的接线方式图?

上图中与GPS时钟连接的扩展设备主要有:2号主变高压合并单元A/B、2号低压变压器的合并单元A/B、1号变压器的合并单元B和110kV电力系统母线合并单元A。

在智能变电站的罗盘时钟扩展连接的设备主要有:2号主变高压合并单元A/B、110kV母线合并单元B、110kV电力系统的分段合并单元、1号变压器的合并单元A。

当该智能变电站的工作恢复正常之后,在标准的工作环境下,进行时间同步系统与继电保护系统的数据采集。通过合并单元对系统的数据进行每秒4000次的精准采集,从0到3999次进行数据的整理分析。当时间同步的脉冲信号达到之后,合并单元的采集进行归零且重新采集。具体采集的数据信息如下图所示。

2 号合并单元A的采集数据信息?

在该智能变电站运行的过程中110kV母线合并单元、1号合并单元A、2号合并单元B等,都出现了时间不同步的问题。在实验的时候发现了相关设备出现了时间同步丢失、计数跳变、时间同步恢复、时间丢失、时间同步,出现了一定频率的循环。虽然其中的跳频都是705帧,但是时间同步丢失与恢复的间隔差距不同。

通过实验数据分析可知,2号的主变压器合并单元没有发挥出继电保护系统的作用。在罗盘时钟系统失去了卫星信号的时候,由于电力系统无法快速的切换到GPS时钟,从而造成了时间同步系统的故障。

2.3 时间同步系统故障的控制分析

通过对案例的分析可知,故障的发生主要是因为主变压器的继电保护系统没有发挥出相关的工作效能,当三方的时间数据不一致时,误动保护装置不能快速的锁定故障,从而使得继电保护设备失去了工作价值。而出现时间同步丢失的原因,也有可能是罗盘信号出现故障时,电力系统无法快速的将时控制切换到GPS系统当中,从而使得一些电力系统的合并单元出现了工作误判,导致了时间同步丢失的问题。要很好的解决此类问题,在智能变电站同步时间系统设计的时候,需要对GPS时钟与罗盘时钟进行很好的优化调整,提高两者的协同性,以保障电力系统时间的统一性与稳定性。

3 结束语

综上所述,在智能变电站运行的时候,出现的时间不同步故障间接的影响到了继电保护的工作可靠性,在今后智能变电站建设的时候,需要不断的优化论证系统运行的可行性,提高电力系统运行的可靠性。

参考文献

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论文作者:曾宪林

论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期下

论文发表时间:2019/11/29

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