智能變電站繼電保護(hù)配置問(wèn)題探討

任亮

摘 要：近年來(lái)，國(guó)家加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)工作，數(shù)字化智能變電站成為當(dāng)前變電站發(fā)展的主要趨勢(shì)，而且智能變電站的建設(shè)過(guò)程中，繼電保護(hù)設(shè)備成為其重要組成部分，所以為了更好的確保智能變電站的可靠性和速動(dòng)性，則需要對(duì)智能變電站內(nèi)部的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范和配置。

關(guān)鍵詞：智能化變電站；繼電保護(hù)配置；運(yùn)行維護(hù)

1 智能變電站的繼電保護(hù)配置機(jī)構(gòu)

智能變電站其是在一次自動(dòng)化設(shè)備的基礎(chǔ)上與二次網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備有效結(jié)合，在通信規(guī)范下，確保了信息的共享性和交互性，而且在現(xiàn)代化變電站中，繼電保護(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能也是其中極為重要的內(nèi)容。通常在智能變電站內(nèi)其配置機(jī)構(gòu)會(huì)為現(xiàn)場(chǎng)間斷層裝置、中間網(wǎng)絡(luò)通信層和后臺(tái)的操作層三個(gè)層次。

1.1 過(guò)程層。過(guò)程層主要是利用快速跳閘裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)斷電保護(hù)，其以交換機(jī)作為其核心設(shè)備，同時(shí)由合并單元、智能終端和接口設(shè)備所構(gòu)成。過(guò)程層運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣量，并將信息利用交換機(jī)以網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行有效傳遞。另外還對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下的變壓器、隔離開(kāi)關(guān)及斷路器等設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。最后則需要對(duì)執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)進(jìn)行損傷控制。

1.2 間隔層。間隔層具有承上啟下的功能，間隔間的存在，有效的實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和控制設(shè)備的作用，而且對(duì)于間隔層數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和命令發(fā)生的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行控制，還可以對(duì)同期以及其他控制功能進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了通信功能的承上啟下的作用。

1.3 控制層?？刂茖影l(fā)揮著非常重要的作用，其主要由主機(jī)、運(yùn)動(dòng)裝置和規(guī)約轉(zhuǎn)換器等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站數(shù)據(jù)信息的匯總功能，同時(shí)還時(shí)刻對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息更新，將收集到信息進(jìn)行傳遞，傳遞到監(jiān)控中心的信息再接受指令，然后向間隔層和過(guò)程層傳遞。同時(shí)還要根據(jù)控制層在運(yùn)行方式上的不同，來(lái)將預(yù)先制定好的整定方案在系統(tǒng)出現(xiàn)意外情況時(shí)及時(shí)切換到預(yù)定的整定方案定值區(qū)內(nèi)。

智能變電站在進(jìn)行保護(hù)裝置的配置時(shí)與傳統(tǒng)的配置方法并沒(méi)有多大的不同，特別是對(duì)主變、線路及母線等保護(hù)的配置與常規(guī)互感器并沒(méi)有什么根本上的區(qū)別，其只是將插件更換為數(shù)據(jù)采集光纖接口，這樣保護(hù)裝置的交流量直接輸入到光纖接口插件上，然后利用以太網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一傳輸和采樣值。

2 智能變電站的運(yùn)行情況和繼電保護(hù)配置

2.1 智能變電站的運(yùn)行情況

智能變電站內(nèi)，要想保證供電系統(tǒng)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，則需要確保其系統(tǒng)中的線路及設(shè)備都處于規(guī)定的狀態(tài)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求下進(jìn)行運(yùn)行。

當(dāng)供電系統(tǒng)中線路或是設(shè)備出現(xiàn)損壞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其無(wú)法進(jìn)行正常的工作，使系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，而且供電系統(tǒng)在故障狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行極易導(dǎo)致事故的更加嚴(yán)重化，帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。

當(dāng)供電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)法按照正常的方式進(jìn)行運(yùn)行，但系統(tǒng)還沒(méi)有處于故障運(yùn)行的狀態(tài)，在這種情況下，供電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)裝置則會(huì)發(fā)出信號(hào)，同時(shí)還會(huì)在故障發(fā)生前對(duì)異常運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)處理，有效的減少設(shè)備損壞情況的發(fā)生，避免事故的擴(kuò)大。

在智能變電站內(nèi)，繼電保護(hù)裝置可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)事故范圍的有效控制，同時(shí)還能夠及時(shí)對(duì)事故發(fā)出預(yù)報(bào)，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，所以確保智能變電站內(nèi)繼電保護(hù)裝置的科學(xué)合理配置，是保證變電站安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

2.2 智能變電站繼電保護(hù)配置

智能變電站的發(fā)展，有效的帶動(dòng)了繼電保護(hù)的進(jìn)步，使其保護(hù)模式從傳統(tǒng)的模擬式發(fā)展成數(shù)字式，而且利用一次智能設(shè)備和二次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，充分的實(shí)現(xiàn)了智能變電站內(nèi)電氣設(shè)備信息的共享及操作的交互性。由于在智能變電站的結(jié)構(gòu)中，對(duì)于分層配置的繼電保護(hù)，由于其變壓器保護(hù)和線路保護(hù)都處于過(guò)程層內(nèi)，所以可以直接對(duì)數(shù)據(jù)信息和采樣進(jìn)行獲取，避免了再通過(guò)交換機(jī)來(lái)進(jìn)行，而對(duì)于間隔層中的母線保護(hù)配置，則需要通過(guò)交換機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的獲得，而后臺(tái)控制層中進(jìn)行站域保護(hù)管理單元的配置。

站域保護(hù)管理單元監(jiān)控計(jì)算機(jī)間隔層交換機(jī)間隔層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)母線保護(hù)過(guò)程層交換機(jī)監(jiān)控裝置線路和變壓器保護(hù)合并單元MU智能操作箱后臺(tái)控制層間斷層過(guò)程層。

在分層配置方案里，主設(shè)備的保護(hù)，例如線路保護(hù)、變壓器保護(hù)等，不需要一覽間隔信息，就可以和MU智能操作箱直接對(duì)信息進(jìn)行交流，并且網(wǎng)絡(luò)信息癱瘓，也不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，其可以進(jìn)行脫機(jī)交換。那么在智能變電站中對(duì)其保護(hù)性能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)中人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)心進(jìn)行了消除。

在這一方案中，在其后臺(tái)控制中對(duì)集中控制以及決策進(jìn)行了實(shí)行，那么變電站中的線路負(fù)荷保護(hù)、電源備自投以及線路重合閘等設(shè)備也均可以統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)控以及保護(hù)。這些裝置可以通過(guò)后備保護(hù)進(jìn)行整體的配合，使原來(lái)分散到變壓器、母線、線路等得保護(hù)的重復(fù)裝置進(jìn)行整合得以簡(jiǎn)化，提高了變電站運(yùn)行的效率。很好解決傳統(tǒng)中對(duì)設(shè)備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、故障切除范圍較大的問(wèn)題。

自適應(yīng)去調(diào)整保護(hù)定值和保護(hù)范圍，避免變電站直流系統(tǒng)接地引發(fā)繼電保護(hù)錯(cuò)誤跳閘。傳統(tǒng)中保護(hù)定值由運(yùn)行人員切換定區(qū)域，智能邊站可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整保護(hù)定值，也可以由人工來(lái)進(jìn)行定值調(diào)整，實(shí)際運(yùn)行情況的考慮涉及到線路保護(hù)，旁路運(yùn)行方式等。站內(nèi)繼電保護(hù)的測(cè)試涉及到光纖以太網(wǎng)性能測(cè)試，跨間隔數(shù)據(jù)同步測(cè)試等。由于繼電保護(hù)裝置的介質(zhì)是光纖，采用的是光數(shù)字電壓和電流信號(hào)的輸入方式，所以跨間隔數(shù)據(jù)同步性測(cè)試十分必要。

3 智能變電站繼電保護(hù)配置實(shí)施的保護(hù)

3.1 電壓限定延時(shí)的過(guò)電流保護(hù)

智能變電站內(nèi)的電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于外部短路則極易導(dǎo)致過(guò)負(fù)荷電流的出現(xiàn)，這種情況出現(xiàn)時(shí)，過(guò)負(fù)荷電流和正常電流可能不存在較大的差別，但一旦當(dāng)外部發(fā)生故障時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致跳閘現(xiàn)象發(fā)生，而當(dāng)過(guò)負(fù)荷故障時(shí)，則會(huì)保護(hù)裝置則會(huì)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。所以為了有效的避免這種情況的發(fā)生，則需要利用低電壓元件配置到電流保護(hù)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)。

3.2 變壓器保護(hù)配置

變壓器保護(hù)裝置主要采用分布式裝置，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)功能，變壓器后備保護(hù)主要采用集中式配置方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)，而對(duì)于非電量保護(hù)裝置主要采用獨(dú)立式安裝方式，具體安裝方式主要是通過(guò)電纜直接引入斷路器跳閘，然后跳閘命令通過(guò)電纜線引入GOOSE和采樣的網(wǎng)絡(luò)上，其中2/3主接線變壓器的配置方式。

3.3 線路保護(hù)

在電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)配置主要是以縱聯(lián)差動(dòng)作為主保護(hù)系統(tǒng)，后備保護(hù)裝置主要是集中式保護(hù)裝置中。對(duì)于單斷路器方式的主接線以及線路保護(hù)裝置通過(guò)主保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)側(cè)線路保護(hù)和光纖通信口保護(hù)裝置通信，以能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，使智能變電站得以快速發(fā)展起來(lái)，這就對(duì)繼電保護(hù)的發(fā)展提出了更高的要求。所以在智能變電站建設(shè)過(guò)程中，需要充分的發(fā)揮繼電保護(hù)的作用，利用各種新技術(shù)和新設(shè)備，將其應(yīng)用到繼電保護(hù)系統(tǒng)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)故障的快速切除，使后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題得到有效解決。而且隨著科技水平的不斷提高，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)也會(huì)更加完善，在智能變電站中發(fā)揮最大的作用。

參考文獻(xiàn)

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