摘要:随着经济的飞速发展,科技技术的大步伐提升,全社会对电量的需求也越来越大。在需求量剧增的情况下,对电能的质量也提出来新的要求。为了电网安全可靠的运行,电力系统继电保护亦带来了巨大压力, 这对继电保护既是挑战,也不失为一种机遇。随着高新技术、智能技术的快速发展,智能变电站也应运而生,本文就重点讲述下智能变电站继电保护的发展及展望。
关键词:智能变电站;继电保护;配置;展望
引言
智能变电站是以数字变电站为依托,通过采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术,建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台,实现变电站的信息化、自动化、互动化。智能变电站是智能电网的基础,变电站的发展方向。然而变电站继电保护也由以前的半数字化,到现在的数字化,将来的发展方向也必将是智能化。
现阶段智能变电站设备大体可以分为:一次设备智能化(电子式互感器+智能一次设备);二次设备网络化 (过程层、间隔层、站控层);信息模型标准化 (IEC 61850标准)。
1、IEC 61850标准
IEC 61850标准是目前为止最为完善的变电站通信网络和系统协议标准。
其主要解决的问题有:1、网络通信;2、变电站内信息共享和互操作;3、变电站的集成与工程实施。
然而IEC 61850标准最大的优点是一个世界、一种技术、一个标准、统一标准、统一模型、互联开放。对用户而言: 1、开放式的系统联接;2、选择设备或系统时不依赖厂家;3、以经济最优化选择可靠的设备。对厂家而言:1、市场范围更大;2、低开发、调试和维护成本;3、更有效的工程实现。基于此,IEC 61850标准是未来电力系统信息化系统的最佳平台,并为智能变电站继电保护的飞速发展打下了坚实的基础。
2智能变电站继电保护的配置及原则
2.1关于过程层。所谓的过程层就是利用快速跳闸的装置实现断电的保护,其核心的设备就是交换机,同时也是有合并单元、接口设备以及智能终端所构成。在运行过程中过程层主要是实施监控电气量,同时把信息利用交换机根据网络的方式进行有效的传递,除此之外还要对所运行状态下的隔离开关、断路器以及变压器等设备的参数进行有效的检测。在最后阶段要对执行以及驱动进行有效的损伤控制。
2.2关于间隔层。间隔出所具有着重要的功能,例如承上启下,间隔出能够很好的实现保护以及控制设备的作用,并且对于间隔层数据的采集以及命令的发生优先级别进行控制,并且还能够对同一期或者是其他的控制进行有效的保护,从而也实现了通信功能承上启下的重要作用。
2.3关于站控层。站控层能够发挥出十分重要的作用,站控层主要是由主机、运动装置以及规约转换器等部分所组成,从而能够更好的实现对于全站数据信息汇总功能,与此同时还能够时时刻刻的对数据库进行不断的更新,从而把收集起来的信息进行传递到监控中心,之后在接受指令,最后在向间隔层以及过程层进行传递。同时还必须要根据控制层在运行过程中的方式不同,把事先制定好的方案在系统出现故障过程中切换到整定的方案定值区中。
2.4配置原则
2.4.1、保护应直接采样,直接跳闸。
2.4.2、保护装置应不依赖于外部对时系统实现其保护功能。(插值同步)
2.4.3、保护装置宜独立分散、就地安装。
2.4.4、双重化配置的两个过程层网络应遵循完全独立的原则。
2.4.5、110kV及以上电压等级的过程层SV网络、过程层GOOSE网络、站控层MMS网络应完全独立。
2.4.6、母线保护、变压器保护可采用分布式保护。
2.4.7、电子式互感器双AD采样。
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3智能变电站继电保护的技术特点
3.1数据同步
间隔本身:三相电流、电压采样必须同步
主变差动:变压器差动保护、从不同电压等级的多个间隔获取数据存在同步问题
线路纵差 :线路纵差保护线路两端数据采样也存在同步
母线差动 :母线差动保护从多个间隔获取数据存在同步
3.2数字采样异常的处理
SV通讯中断:电压按照PT断线处理
采样失步及数据无效:电流闭锁所有保护,并告警
检修状态:与本侧检修状态不一致时闭锁所有保护
3.3检修压板的功能应用:
3.3.1MU和保护检修压板投入不一致后,瞬时闭锁所有保护,电流和电压,异常标志处理方式不变 ;
3.3.2MU和保护检修压板都投入时,保护装置电流电压和错误标按照正常逻辑处理,相关事件不上送后台;
2.3.3母线保护当投入检修压板时,不处理检修不一致。
3.4GOOSE开入的处理
若GOOSE断链 ,无论保护处于运行或者检修,发运行异常,开入记忆失效前状态。
综合以上几点可以看出,智能变电站继电保护的输入输出发生了变化,没有对保护原理产生影响,但是影响了保护的运行检修方式。
4 、提高继电保护运行操作的准确性
4.1利用数字化提高保护性能
互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。
4.2加强技术改造工作
针对直流系统中,直流电压脉动系数大,多次发生晶体管及微机保护等工作不正常的现象,将原硅整流装置改造为整流输出交流分量小、可靠性高的集成电路硅整流充电装置。对现场二次回路老化,保护压板及继电器的接线标号头、电缆标示牌模糊不清及部分信号掉牌无标示现象,应重新标示,做到美观、准确、清楚。组织对二次回路全面检查,清除基建遗留遗弃的电缆寄生二次线,整理并绘制出符合实际的二次图纸供使用,杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
4.3提高继电保护运行操作的准确性
运行人员首先要先把保护原理和二次图纸学习好以后,然后再核对和熟悉现场的二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板。要按照继电保护的规程操作,按照保护安全措施执行,一定要严格执行“两票”。投入和退出的时候,一定要调度同意,还要遵守调度的规范要求。在退出的时候,一定要按照编程中的使用说明书进行投入和退出,这样才能使得投入和退出的准确性。值班人员为了主要按照规定进行操作的,除了能减少阅读保护图的时间还可以保证操作的正常运行。
5 结语
随着技术的革新、材料与工艺的应用, 继电保护硬件设备的可靠性也大大的提高,智能变电站的继电保护是一场技术的革新与应用,它将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入,继电保护也面向智能化、安全化、全面化方面发展,因此大力发展与运用此技术,可以为国家和人员作出最具有基础性和保障性的生活。
参考文献
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[3]苏春华; 浅谈继电保护检修及数字化继电保护;[J]能源环境;168
论文作者:王晓龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签:变电站论文; 继电保护论文; 智能论文; 间隔论文; 压板论文; 回路论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第6期论文;