智能變電站條件下的繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)

趙章祥

摘 要：繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)是組成現(xiàn)代化智能變電站的重要部分，這兩部分能夠?qū)崟r監(jiān)控保護站內(nèi)各類相關(guān)設(shè)備的工作情況和運行狀態(tài)，從而避免設(shè)備發(fā)生損壞后影響相鄰區(qū)域的供電狀況。文中對智能變電站條件下的繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和功能應(yīng)用做了研究和分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站 繼電保護 監(jiān)控系統(tǒng)

智能變電站是由繼電保護、智能IED設(shè)備、運動系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、交換機、監(jiān)控系統(tǒng)和智能單元組成。就目前而言，智能變電站是借助光纖和以太網(wǎng)實習(xí)實現(xiàn)智能通訊，尤其是作為變電站上層監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)控采集變電站的信息，并進行實時的傳輸。

1、智能變電站條件下的監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)的配置。監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中是整個系統(tǒng)站控層網(wǎng)絡(luò)的上層監(jiān)測設(shè)備，它不同于傳統(tǒng)變電站間的設(shè)備連接，智能變電站的設(shè)備連接主要是通過光纖將過程層和站控層進行通訊化的智能聯(lián)系，利用光纖通信完成一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的相互聯(lián)系，從而使整個智能變站站能夠不間斷的對信息采集、上傳的實時傳遞。

如圖1所示，智能變電站條件下的監(jiān)控系系統(tǒng)是通過各個過程層完成細(xì)信息的交換和傳輸，通過局域網(wǎng)的構(gòu)建，和站內(nèi)IED設(shè)備之間信息連接起來，從而是整個監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性得到保障。

在對系統(tǒng)進行檢修時，智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用局域網(wǎng)上傳的報告文件將品質(zhì)屬性引入其中，然后通過這些對信號的質(zhì)量做出判斷。通常情況下，智能變電站的檢修報告文件都會通過通訊系統(tǒng)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，然后在后臺系統(tǒng)對文件進行全面的分析和判斷，然后將最終的報告結(jié)果顯示在告警窗口，并標(biāo)為檢修狀態(tài)。這樣變電站的檢修人員就能夠通過檢修狀態(tài)下對設(shè)備實施監(jiān)控內(nèi)容的分析結(jié)果，對設(shè)備進行維護確保安全運行。

智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的站控層通訊網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控系統(tǒng)是在交換機上接入網(wǎng)線，進而構(gòu)成整個智能變電站站控層通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)智能IED設(shè)備有了唯一的名稱和IP地址之后，就能夠連接上監(jiān)控系統(tǒng)，并對裝置模型進行初始述處理。在建立連接后，會根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)上原有數(shù)據(jù)報告上的形式操作系統(tǒng)的各項功能，一直等到裝置的報告文件成功返回之后才結(jié)束整個通訊初始化過程。然而過程層還具備了通訊功能，可以和監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動，也能夠監(jiān)視設(shè)計異常壓力回路。和常規(guī)的系統(tǒng)操作相比較，該回路還具備壓力異常閉鎖、邏輯判斷和重合閘方面功能，并將不同的CPU安置在其中以便對出口做出正確的判斷。同時將操作回路做了相應(yīng)的簡化，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。智能IED設(shè)備在使用通訊功能時，鏈路報文是每5秒發(fā)送一次，接收方收到報文后會做出相應(yīng)的判斷，然后完成指令操作。這種實時監(jiān)測控制的通訊方式，能夠根據(jù)采集到的信息對整個系統(tǒng)實時監(jiān)控，從而使設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運行得到保障。

2、智能變電站條件下的繼電保護

在變電站的各項組成單元中，繼電保護是確保變電站穩(wěn)定、安全運行的一個重要保障。繼電保護可以將被保護元件的實時狀態(tài)明確的分辨出來，同時可以將出現(xiàn)的故障問題明確的指出來。當(dāng)電力系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生異?；蚬收蠒r，繼電保護都可以在最小區(qū)域、最短時間對故障進行自動排查，或者對值班人員發(fā)出信號，然后值班人員對故障異常根源進行排查接觸，從而使設(shè)備的損壞程度降到最低，同時也不會對周邊的供電產(chǎn)生影響。

繼電保護原理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，智能變電站在設(shè)計規(guī)范繼電保護功能的過程中，也需要對其可靠性、安全性進行相應(yīng)的提高，通常都是選擇雙套配置，也就是合并單元和智能終端。在實現(xiàn)功能應(yīng)用方面是通過保護一次設(shè)備，然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計，最終完成命令的發(fā)布，通過對過程層數(shù)據(jù)的實時采集匯總并對過程層提供閉鎖功能，最終完成和監(jiān)控系統(tǒng)之間的相互聯(lián)動。

繼電保護功能的實現(xiàn)。在整個智能變電站系統(tǒng)中，實現(xiàn)繼電保護功能最重要的技術(shù)環(huán)節(jié)就是主變差動保護，其原理是通過對流入和流出被保護變壓器各端的電流差的反應(yīng)，當(dāng)被保護區(qū)域發(fā)生故障時，差動回路中的電流值就會超過當(dāng)初設(shè)定的整定值，此時差動保護就會及時的發(fā)生瞬間動作；當(dāng)故障發(fā)生在保護區(qū)之外時，那么主變差動就不會發(fā)生動作。只有將變壓器各側(cè)電流信息獲得之后，才會進行相關(guān)的差動計算流程。那么就通過10KV的變電站舉例說明，倘若主接線方式采用的內(nèi)橋，那么主變差動保護就會包含至少兩個分支，一個是高壓側(cè)開關(guān)電流的保護；另一個就是以路橋開關(guān)電流為主的保護。在這個過程中，正極性電流的是接入到橋路開關(guān)當(dāng)中，而反極性電流是接入到主變方，采用這種反取極性的方法也是為了避免出現(xiàn)差動誤動的狀況。

在保護變壓器的配置是根據(jù)單重化進行的，也就是將后備保護和差動保護在同一套設(shè)備上集中起來，并使其成為一體化雙套配置，然而通過多臺設(shè)備采用分層集成的方式也可以將這一目標(biāo)實現(xiàn)。主變差動保護利用10KV進線，主變各側(cè)則通過一系列連接形成差動回路，從而完成主變高壓測多路電流，同時主變本體電流的保護則通過后備保護模式這樣的形式完成。這項工作對繼電保護動作來講也是非常重要的一項，即可以通過光纖信息提供指令對設(shè)備的各個智能終端進行控制，將開關(guān)的切除動作完成。倘若在進行后備保護過程中還需要聯(lián)且10KV路橋開關(guān)，那么我們就必須聯(lián)且10KV分段開關(guān)，同時還需要借助交換機網(wǎng)絡(luò)將故障信息進行傳輸，從而使聯(lián)且開關(guān)完成相應(yīng)的動作指令。

結(jié)束語

文中通過對智能變電站條件下的繼電保護和監(jiān)控系統(tǒng)的研究，針對其設(shè)計理論和操作應(yīng)用進行了分析探討。繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)是組成現(xiàn)代化智能變電站的重要部分，這兩部分能夠?qū)崟r監(jiān)控保護站內(nèi)各類相關(guān)設(shè)備的工作情況和運行狀態(tài)，從而避免設(shè)備發(fā)生損壞后影響相鄰區(qū)域的供電狀況。由此可見，這兩個系統(tǒng)在智能變電站的系統(tǒng)配置上起到了重要的作用。

參考文獻

[1]文繼鋒，盛海華，周強，等.智能變電站繼電保護在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].江蘇電機工程，2015，01（14）：21-24+29.

[2]張磐，張艷霞，宣文博，等.基于智能變電站的繼電保護動態(tài)特性仿真系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2013，05（27）：92-95.

[3]金言，段振坤，范華.智能變電站繼電保護系統(tǒng)檢修試驗方法綜述[J].華北電力技術(shù)，2013，10（09）：68-70.