智能變電站繼電保護(hù)配置的構(gòu)成及應(yīng)用分析

摘 要：近些年來(lái)智能變電站取得了突出的發(fā)展成就，智能電網(wǎng)技術(shù)和電器設(shè)備得到了進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。繼電保護(hù)裝置是智能變電站的重要組成部分，因此必須合理設(shè)計(jì)保護(hù)裝置。在本次研究中將以智能變電站繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)繼電保護(hù)裝置的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；應(yīng)用效果

隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)和發(fā)展，智能變電站逐漸取代了傳統(tǒng)的變電站，變電工程也趨于自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置有了更高的要求。繼電保護(hù)裝置需要在傳統(tǒng)的變電站基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)電能資源的有效保護(hù)，提升繼電保護(hù)裝置的靈敏度和應(yīng)用效果?；诶^電保護(hù)裝置的特殊性，在實(shí)踐過(guò)程中必須完善繼電保護(hù)措施，以自動(dòng)化硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，對(duì)各類裝置進(jìn)行有效的分析，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的持續(xù)性應(yīng)用。

1 繼電保護(hù)裝置構(gòu)成

1.1 數(shù)字核心構(gòu)件

智能變電站的繼電保護(hù)裝置是保護(hù)配置的核心部件，數(shù)字核心構(gòu)件系統(tǒng)屬于微型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，和計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)體系無(wú)明顯差異性。該設(shè)計(jì)形式主要是由存儲(chǔ)器、中央處理器和控制電路等部件組成的，和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，繼電保護(hù)配置形式更加完善，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)、地址等進(jìn)行追蹤，能使其形成一個(gè)完善的系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的原理[1]。

1.2 模擬量輸入接口部件

對(duì)于現(xiàn)有判定系統(tǒng)而言，電力應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障或者異常運(yùn)行的情況，采用繼電保護(hù)裝置，能在第一時(shí)間了解實(shí)際應(yīng)用電量，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的有序應(yīng)用。實(shí)際電量是不斷變化，沒(méi)有固定值能作為繼電保護(hù)的依據(jù)，因此繼電保護(hù)需要根據(jù)電量的要求，發(fā)揮輸入接口的最大化作用，將電力傳感器的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，將其提供到數(shù)字核心部門對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和處理。

1.3 開(kāi)光量輸入接口部件

對(duì)于電力系統(tǒng)而言，開(kāi)關(guān)功能作用比較明顯，開(kāi)關(guān)量指的是非連續(xù)性信號(hào)采集和輸出，涉及到信息的采集和遙控輸出等，通常來(lái)說(shuō)，數(shù)字電力的開(kāi)關(guān)性質(zhì)涉及到1和0兩種狀態(tài)，由于電力系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)性質(zhì)和數(shù)字電路差異性明顯，要明確觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)。在繼電保護(hù)階段，開(kāi)關(guān)量輸入部件能及時(shí)確定開(kāi)關(guān)狀態(tài)，然后根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)采取相應(yīng)的處理措施[2]。

1.4 人機(jī)對(duì)話接口部件

人機(jī)接口指的是繼電保護(hù)裝置和使用者之間連接的部件，主要涉及到簡(jiǎn)易鍵盤(pán)、顯示屏和指示燈等，多個(gè)部件建立起信息聯(lián)系系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的有序監(jiān)督和管理。信息系統(tǒng)的調(diào)試比較特殊，涉及到整定值和控制命令等，要了解信息反饋系統(tǒng)的具體要求，根據(jù)故障形式和應(yīng)用類別的要求，對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行有效的檢查，進(jìn)而保證配件形式的有序性和完善性。

1.5 外部通信系統(tǒng)

針對(duì)計(jì)算機(jī)局部通信網(wǎng)絡(luò)形式的要求，為了實(shí)現(xiàn)通信接口的作用，需要及時(shí)對(duì)通信系統(tǒng)的形式和類比進(jìn)行分析，掌握接口的具體構(gòu)成。外部通信接口部件能實(shí)現(xiàn)裝置的保護(hù)作用，為特殊保護(hù)功能專用的通信接口，其次通信接口為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口，可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和整體網(wǎng)絡(luò)的有效應(yīng)用?；诮涌谛问降奶厥庑?，在應(yīng)用過(guò)程中，要以電力系統(tǒng)計(jì)算形式為例，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的管理，包括數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)方操作和遠(yuǎn)程維護(hù)等。

2 智能變電站的繼電保護(hù)措施分析

2.1 分布式母線保護(hù)

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置容易受到電磁干擾的影響，電磁干擾嚴(yán)重，會(huì)增加分散處理的難度。母線保護(hù)對(duì)智能系統(tǒng)的發(fā)展有重要的影響，涉及到中央處理單元，間隔處理單元和中央處理單元與各間隔的數(shù)據(jù)交換。在變電器保護(hù)過(guò)程中，變壓器的主保護(hù)系統(tǒng)比較特殊，要正確識(shí)別次涌流和故障電流，避免出現(xiàn)外部系統(tǒng)對(duì)電路造成影響。利用電子式互感器能及時(shí)對(duì)電流量進(jìn)行了解，正確區(qū)別各個(gè)電流間的關(guān)系。對(duì)于不平衡的電流，可以采用電子式互感器，通過(guò)提升靈敏度的形式，增加保護(hù)動(dòng)作的有效性。

2.2 線路保護(hù)

線路保護(hù)裝置的種類比較多，在各個(gè)電壓級(jí)別要根據(jù)間隔單位的保護(hù)和測(cè)控形式的具體要求，將測(cè)量、控制等形式落實(shí)到實(shí)處。變電站、發(fā)電廠和配電廠對(duì)電路應(yīng)用系統(tǒng)有明確的要求，為了使其適應(yīng)電路裝置的具體化要求，可以將其和保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備連接在一起，將其組成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中安裝和應(yīng)用。具體應(yīng)用流程如圖1所示。

圖1 線路保護(hù)裝置的具體流程

線路保護(hù)形式比較特殊，為了保證電力系統(tǒng)的有序性和完善性，可以采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)形式，全部裝置均可組屏集中安裝，也可就地安裝于高低壓開(kāi)關(guān)柜[3]。

2.3 變壓器的保護(hù)

變壓器保護(hù)裝置的形式比較多，在設(shè)計(jì)階段必須對(duì)儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、凈油器等部分進(jìn)行有效的了解。多種功能系統(tǒng)比較特殊，在內(nèi)部設(shè)計(jì)階段，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和電流量的有序檢測(cè)，電流測(cè)量主要是通過(guò)保護(hù)CT的形式實(shí)現(xiàn)的。在變壓器保護(hù)過(guò)程中可以應(yīng)用分布式配置形式，根據(jù)保護(hù)機(jī)制具體化要求，對(duì)安裝和后備保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效的分析。在此過(guò)程中，可以對(duì)測(cè)控和保護(hù)設(shè)備及合并器進(jìn)行有效的分析，根據(jù)智能設(shè)備的應(yīng)用形式，保證信息的有效傳輸和應(yīng)用。在傳輸階段，可以應(yīng)用太網(wǎng)的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸和應(yīng)用。基于配置方案的特殊性，在實(shí)際工作中，要及時(shí)對(duì)濾波進(jìn)行調(diào)整，在繼電保護(hù)的過(guò)程當(dāng)中，只需要消耗非常小的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的信息量。

2.4 過(guò)程層的保護(hù)

在過(guò)程層控制和保護(hù)中，要結(jié)合距離反應(yīng)和應(yīng)用形式，采用集中式的保護(hù)方式。由于對(duì)應(yīng)的短路設(shè)備比較特殊，采用主保護(hù)系統(tǒng)，能對(duì)設(shè)備形式進(jìn)行有效的分析，并完善通信形式，實(shí)現(xiàn)縱向保護(hù)。過(guò)程層保護(hù)的定值是固定的，不會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的差異性而產(chǎn)生任何改變。在過(guò)程層控制階段，要發(fā)揮電網(wǎng)控制形式的最大化作用，突出保護(hù)裝置的重點(diǎn)所在，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)線路的保護(hù)。

2.5 合理配置保護(hù)方案

在常規(guī)性保護(hù)階段，線路的維護(hù)和保護(hù)系統(tǒng)比較特殊，針對(duì)母線保護(hù)機(jī)制的特殊性，需要對(duì)原有的輸入系統(tǒng)進(jìn)行分析，結(jié)合模擬量的具體變化，對(duì)各個(gè)接口進(jìn)行檢查。系統(tǒng)保護(hù)配置方案的系統(tǒng)保護(hù)配置方案采用雙重化配置原則，每一套保護(hù)都可以獨(dú)立完成整個(gè)變電站所有設(shè)備的繼電保護(hù)任務(wù)，同時(shí)完成測(cè)控功能，可以互為備用。獨(dú)立投人或退出這種保護(hù)配置的顯著特點(diǎn)就是保護(hù)對(duì)象為多個(gè)元件，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以充分利用智能變電站的信息共享這一特點(diǎn)。系統(tǒng)保護(hù)配置方案對(duì)原有的保護(hù)配置方案進(jìn)行了一次比較全面的改進(jìn)，多套保護(hù)功能集于一身，便于進(jìn)行綜合分析與判斷。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能變電技術(shù)設(shè)備取得了突出的成就，在實(shí)踐過(guò)程中需要完善發(fā)展形勢(shì)，從保護(hù)裝置的構(gòu)成和應(yīng)用現(xiàn)狀入手，體現(xiàn)智能維護(hù)系統(tǒng)的有效性。智能變電站的繼電保護(hù)和傳統(tǒng)保護(hù)機(jī)制存在一定的差異性，要及時(shí)對(duì)分布式母線進(jìn)行分析，掌握線路的具體要求，對(duì)保護(hù)原理進(jìn)行相應(yīng)的分析，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有序應(yīng)用和維護(hù)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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