基于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究

葉向鋒（陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司南鄭縣供電分公司，陜西　漢中　723102）

基于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究

葉向鋒
（陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司南鄭縣供電分公司，陜西漢中723102）

摘要：電力系統(tǒng)當(dāng)中變電站的地位舉足輕重，是煤礦整個電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站的快速發(fā)展向著數(shù)字化與智能化的方向轉(zhuǎn)變，隨之而來的安全問題應(yīng)引起變電工作人員重視。數(shù)字化的繼電保護(hù)是提升變電站安全性能的有效途徑。本文結(jié)合了作者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的配置優(yōu)化進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站;繼電保護(hù);配置研究

0　前言

隨著企業(yè)發(fā)展速度加快，煤礦企業(yè)加快了數(shù)字化變電站的建設(shè)步伐，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了變電站設(shè)備的自動化程度以及工作效率，而且能夠保證基礎(chǔ)的企業(yè)用電和商業(yè)用電。為了保證電網(wǎng)完全穩(wěn)定的運(yùn)行，增強(qiáng)數(shù)字化的建設(shè)對變電站是非常有必要的。

1　數(shù)字化變電站的主要技術(shù)支持

數(shù)字化變電站主要是由IEC61840為技術(shù)基礎(chǔ)，由智能電力開關(guān)、交互式電子傳感器等一些一二級設(shè)備分層次組成，能夠及時收集、反映、傳輸變電站當(dāng)中的電氣信息，對于變電站中的信息共享有著重要的意義。與傳統(tǒng)的變電站相比數(shù)字化變電站主要具有以下三種技術(shù)優(yōu)勢：

1.1數(shù)據(jù)采集數(shù)字化

收集數(shù)據(jù)信息是變電站中的重要工作，數(shù)字化的收集方式就是通過使用數(shù)字化傳感器收集變電站機(jī)組當(dāng)中的電壓、電流、電氣等信息數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的互感器不一樣，數(shù)字化互感器會將變電站中的一二級設(shè)備分開檢測，而且可以將二級設(shè)備直接與數(shù)字化接口連接，并且還具有高精度、范圍廣等特點(diǎn)。

1.2采用分層分布的技術(shù)形式

變電站分為三層，即站控層、間隔層、設(shè)備層，其中站控層主要是監(jiān)控變電站的主機(jī)，間隔層監(jiān)控變電站中的所有元件，設(shè)備層主要包括電力互感器、隔離開關(guān)、變壓器等一些技術(shù)設(shè)備。數(shù)字化變電站主要采取分層分布的方式，主要具有以下三點(diǎn)優(yōu)勢：

（1）不同功能的設(shè)備元件安裝到不同的設(shè)備上，避免一個元件出錯導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。

（2）數(shù)字化系統(tǒng)可以進(jìn)行在線巡查工作，隨時監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的各種裝置與設(shè)備。

（3）具有較高的靈活性，可以進(jìn)行在線升級。

1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊

智能一次設(shè)備主要由監(jiān)控裝置、保護(hù)裝置以及故障波記錄器組成。對于一個智能的變電站，簡單的控制方式是每個工作人員都希望得到的，以上所述三種裝置組成了數(shù)字化的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)木o湊操作方式較為簡單。

2　數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化方案

2.1數(shù)字化保護(hù)性能的改善方式

為了發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的最大效果，我們應(yīng)該從以下幾點(diǎn)做起。

（1）過程層分布式母線保護(hù)。母線是電力系統(tǒng)中比較重要的線路，同時也是故障發(fā)生率較高的線路之一，主要是與二次接線的復(fù)雜程度有關(guān)。分布式母線保護(hù)技術(shù)主要是利用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及能能斷路器等裝置，將母線當(dāng)中的負(fù)壓閉鎖元件給去除掉，從而讓母線更加簡單;（2）數(shù)字化的變壓保護(hù)。數(shù)字化電流互感器具有高頻分化、高保真等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)電磁涌流的大小來判斷變電站機(jī)組是否出現(xiàn)故障，從而可以防范變壓器差動保護(hù)的問題;（3）輸電線路的保護(hù)。對于變電站中的過程層線路保護(hù)來說，主要保護(hù)方式是橫縱聯(lián)動的，備用保護(hù)被安置在集中式保護(hù)當(dāng)中。如果主接線是單向斷路器，則由主保護(hù)的光纖信號出口對其進(jìn)行保護(hù)

2.2數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置方案

2.2.1常規(guī)方案

常規(guī)的保護(hù)方案主要是根據(jù)不同的對象來采取不同的保護(hù)方式，輸電線保護(hù)、母線保護(hù)等一些邏輯上的轉(zhuǎn)變不在考慮范圍當(dāng)中，而是應(yīng)該考慮到光纖通信采集接口替代原信息處理接口的輸出插件、Gooes光纖通信接口取代傳統(tǒng)的I/o通信接口等等。通過上述方式進(jìn)行改造，可以實(shí)現(xiàn)單個元件的保護(hù)任務(wù)，是目前數(shù)字化繼電保護(hù)的一種有效途徑。

另外，還應(yīng)該在主變壓器上設(shè)置一個MU合并檢測單元，可以對主變壓器的電流、電壓進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)采集，并且將這些數(shù)據(jù)提供給變電站內(nèi)的多個相關(guān)設(shè)備。變電中某些單元是由合并單元直接提供的，有些卻又是經(jīng)交換機(jī)交換后得到的數(shù)據(jù)信息。變電站中的10Kv輸電線、電容器均要設(shè)置合并單元。此外，變電站內(nèi)的所有保護(hù)裝置除了要連接到Goose網(wǎng)絡(luò)采集接口上，還應(yīng)該連接到站控層，通過連接的方式來收發(fā)相關(guān)的指令。

變電站常規(guī)保護(hù)方案是企業(yè)變電站最常用的方案，但是這種方案具有網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架復(fù)雜與應(yīng)用設(shè)備多等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)變電站數(shù)字化的發(fā)展進(jìn)程，以及智能化繼電保護(hù)的需求。

2.2.2變電站集成保護(hù)方案

隨著數(shù)字化、智能化等先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)行，這些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和智能的電子設(shè)備在變電站中的使用量越來越大，逐漸有了舉足輕重的地位，拉近了變電站設(shè)備與設(shè)備、部門與部門之間的距離，信息共享是數(shù)字化變電站的重要依據(jù)。數(shù)字化變電站繼電保護(hù)應(yīng)該滿足雙重化保護(hù)方案，每一套保護(hù)系統(tǒng)都應(yīng)該由多個環(huán)節(jié)組成，這套方案不僅能夠?qū)ψ冸娬局械乃袉挝黄鸬奖Ｗo(hù)效果，還能實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

所謂的集成保護(hù)方案，就是指在所有的主變壓器上安裝相同的MU合并單元，經(jīng)不同的光纖連接到合并單元的交換機(jī)上，10kv電容出口應(yīng)該由合并單元交換機(jī)與保護(hù)裝置組成，使用光纖將兩套設(shè)備連接起來。

3　結(jié)束語

數(shù)字化、智能化的變電站是目前我國電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，但是，這種工作模式對于變電站來說是一種新興技術(shù)，變電站的工作人員還不能熟練使用全部的系統(tǒng)，因此，我們應(yīng)該注重?cái)?shù)字化與智能化的培訓(xùn)力度，增強(qiáng)變電站工作人員的工作意識。

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