(国网上海市电力公司检修公司 200063)
摘要:随着电子信息技术的不断发展,智能化的电力设备也被逐渐的应用到我国建设智能电网的电力工程中该工程是以传统变电站的继电保护设备为建设基础,将先进的自动化信息技术引入其中,从而有效的实现变电站的智能化继电保护。因此,智能变电站要想做好继电保护工作,必须要选择具有较高可靠性和灵敏度的继电保护设备,这样才能保证变电站工作的顺利进行和完成,从而保证各设备都能够满足变电站的工作需要,进而提升其继电保护的安全性。
关键词:智能变电站;继电保护;可靠性
1智能电站继电保护系统基本配置分析
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,电力系统继电保护经过长期发展,已经进入微机继电保护发展时期。一台完整的微机型继电保护装置的构成包含硬件和软件两部分。硬件指模拟和数字电子电路,由它建立起与微机保护外部系统的电气联系和软件运行平台;软件指计算机程序,由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制,有序地完成数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执行等各项操作。继电保护硬件配置如下:
1.1数字核心部件
继电保护装置的数字核心部件实质上就是一台特别设计的专用微型计算机,一般由中央处理器(CPU)、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分组成,并通过数据总线、地址总线、控制总线连接成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行指挥各种外围接口部件运转,完成数字信号处理,实现保护原理。
1.2模拟量输入接口部件
继电保护判断电力系统是否发生故障或处于不正常运行状态所依据的基本电量是模拟电量。一次系统的模拟电量可分为交流电量(包括交流电压和交流电流)、直流电量(包括直流电压和直流电流)以及各种非电量。微机型保护装置模拟量输入接口部件的作用是将电力传感器输入的模拟电量正确的变换成离散的数字量,提供给数字核心部件进行处理。
1.3开关量输入接口部件
开关量是指那些反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量,如断路器的“合闸”或“分闸”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。继电保护装置常常需要确知开关量的状态才能正确的动作。开关量输入(简称开入)接口部件的作用是,为正确地反映开关量提供输入通道,并在微机型保护内外部之间实现电气隔离,以保证内部弱点电子电路的安全和减少外部干扰。
1.4人机对话接口部件
人机对话接口部件的作用是,建立起微机型保护与使用者之间的信息联系,以便对装置进行人工操作、调试和得到反馈信息。继电保护的操作主要包括,整定值和控制命令的输入等;而反馈信息主要包括,被保护的一次设备是否发生故障、何种性质的故障、保护装置是否已发生动作以及保护装置本身是否运行正常等。微机型保护采用智能化人机界面,使人机信息交换功能大为丰富,操作更为方便。
1.5外部通信接口部件
外部通信接口部件的作用是提供与计算机局域通信网络以及远程通信网络的信息通道。外部通信接口可分为两大类:通信接口为实现特殊保护功能的专用通信接口;另一类通信接口为通用计算机网络接口,可与电站计算机局域网以及电力系统计算机远程通信网相连,实现更高一级的管理、控制功能,如数据共享,远方操作及远方维护等。
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2智能电站继电保护系统工作过程中应注意的问题
2.1可靠性问题
只能电站继电保护系统结构的数字化保护中包括很多电子装置,例如同步时钟源、以太网交换机和合并单元等等。不仅仅是环境会对电子装置造成影响,信息的同步、开关频率和电磁兼容也会影响电子装置,以致于继电保护装置存在可靠性问题。因此,继电保护装置中的光缆要有稳定的性能,通过冗余技术实现系统自检,及时对警告做出反应,建立可靠的系统模型,定量分析其可靠性。
2.2实时性问题
在实际应用中,对智能变电站继电保护的实时性要求非常高,而数值式的互感器在进行数字采样时不可避免地会因合并器链路传播、交换机进行交换、NPI处理以及接收器的接收延时而产生一定的时间误差,影响数据的传输。交换机转发和合并器排队是数字式互感器形成时间延时的主要原因,不同性能的交换机存在不同的延时转发,就算是最高的优先级的报文也要等到当前的发送动作完成之后再进行转发。接收到采集器的数据的合并器,需要排队进行相应的处理,使得接收通信产生延时。
2.3同步性问题
传统变电站使用的互感器不存在同步性问题,而将数字化信息采集应用于智能变电站,其合并单元输出的采样信号包含时间信息。保护的动作与其同步性密切相关,为防止电气量的幅值和相位出现误差,反使继电保护装置在同样的时间获得采样数据,保护装置的同步信号丢失后仍可以靠内部的时钟进行数据采集,但是采集到的数据还是会出现误差。为提高保护时间的同步性,可从以下几点着手:①同期检测和线路差动保护。这两种装置要采集信号的幅值和相位是来自两个不同的变电站,需要线路本侧数据和线路对侧数据,因此,必须确保全网同步执行正确的动作,一旦发生同步信号丢失现象,马上进行保护闭锁。②变压器差动保护和距离保护。这两种装置要采集信号的幅值和相位是来自同一个变电站,只要保证好变电站内的信号同步就行了,发生数据丢失时,可在延时一定的时间后执行进行保护闭锁动作。③过压过流保护。对这两者的保护,其原理相对简单,没有严格要求时间信号的同步,只要输入正确的幅值信号,发生信号丢失时,保护装置一样可以正确执行相应的动作。
2.4安全性问题
智能变电站继电保护装置使用的都是IEC61850建模标准,其标准是在公开的平台下统一规定的。但是在网络及技术发达的今天,保护系统的信息安全容易受到网络威胁和分析,使得其安全性问题越来越突出。虽然IEC61850标准没有规定信息的安全性问题,但是之后发布的IEC62351规定了安全防护的相关标准和措施,给数据通信环境的安全性提供合理可行建议
结语
综上所述,对于整个电力行业的变电站系统来说,做好其站内的继电保护工作对于整个变电站都具有十分重要的意义。对当前人们生产生活对电能需求量和增加,我国电力系统应该要不断的改进和创新变电站的继电保护技术,利用数字化网络科技,建立出智能化的变电站,从而更好的满足人们的需要。另外,在未来的时间内,电力行业必须要将变电站中的继电保护装置放在工作的首要位置,加大建设力度,尽快实现变点站的全智能化。
参考文献
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论文作者:吴琼
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/19
标签:变电站论文; 继电保护论文; 部件论文; 保护装置论文; 智能论文; 接口论文; 电量论文; 《电力设备》2016年第6期论文;