智能電站就地化保護(hù)的配置方案

陳順銘

隨著我國智能化電站的進(jìn)一步推廣，常規(guī)電站已逐步退出歷史舞臺。智能電站較之常規(guī)電站具有數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用價值高的優(yōu)點(diǎn)，但同時由于增加了智能終端及合并單元，也使得保護(hù)時間相對延長。目前大部分智能終端安置于室外的就地匯控柜，因此易受電磁干擾，引發(fā)各種故障。文章建設(shè)性地提出了取消智能終端及合并單元等中間環(huán)節(jié)，將保護(hù)裝置就地化，采用多間隔式配置方案，有效地縮短了就地保護(hù)動作時間，提高了系統(tǒng)的可靠性。

【關(guān)鍵詞】智能電站 就地化保護(hù) 配置方案

所謂智能化電站是以電子式互感器以及智能化開關(guān)控制系統(tǒng)做為一次設(shè)備，而以網(wǎng)絡(luò)化為二次設(shè)備來共同組成的現(xiàn)代化變電站，其中網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備又分設(shè)過程層、間隔層、站控層，整個電站以IEC61850為標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作。智能化電站與常規(guī)電站相比具有資源共享、信息集合等優(yōu)勢，但也存在著一系列急需解決的問題。由于智能電站大量采用合并單元以及智能終端，增加了中間環(huán)節(jié)，延長了系統(tǒng)發(fā)出就地保護(hù)指令的時間，同時戶外的就地匯控柜也難以抗電磁干擾，易造成故障頻發(fā)。因此采取適當(dāng)?shù)木偷乇Ｗo(hù)方案才能使電網(wǎng)安全運(yùn)行。下面就智能化電站就地化保護(hù)配置方案中幾個主要的部分進(jìn)行一一闡述：

1 線路的保護(hù)方案

電站的線路往往具有功率大，傳輸距離長的特點(diǎn)，因此其安全保護(hù)就顯得尤為重要，一旦保護(hù)措施不得力，引發(fā)跳閘事故，其造成的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。為增加可靠性，智能電站的線路保護(hù)裝置往往采用多套不同廠家的線路保護(hù)裝備，同時用過電流元件及電壓元件來保護(hù)后備電流、電壓。智能電站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時也帶來了安全隱患，那就是過于依賴網(wǎng)絡(luò)。為規(guī)避風(fēng)險，可以將保護(hù)線路設(shè)計成相對于主線路獨(dú)立存在，線路的CT、PT以及回路均直接與就地保護(hù)相連。這樣即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題也不影響就地保護(hù)功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，成功地規(guī)避了網(wǎng)絡(luò)的影響。同時還可以通過過程層交換機(jī)中的SV報文進(jìn)行故障錄波及分析。

2 變壓器的保護(hù)方案

變壓器是整個系統(tǒng)中最為昂貴的元件，其隨著電壓的升與降往往存在著一系列的風(fēng)險。為了更可靠地保護(hù)其安全，往往在變壓器的高、中、低三側(cè)分別設(shè)置多間隔保護(hù)。由于集中式的保護(hù)不能就地化，因此采用分布式保護(hù)方案，當(dāng)子機(jī)數(shù)量大于4個時其網(wǎng)絡(luò)連接方式以環(huán)形網(wǎng)絡(luò)為最佳。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分布式又可分為有主機(jī)和無主機(jī)兩種。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)順序?qū)㈦p連接點(diǎn)首尾相連形成環(huán)形。其中以HSR為并行冗余技術(shù)中的典型應(yīng)用。在有主分布式中采用主變本體子機(jī)做為保護(hù)主機(jī)。各子機(jī)采集其對應(yīng)側(cè)的術(shù)本數(shù)據(jù)，同時上傳并轉(zhuǎn)發(fā)合并的模擬量及狀態(tài)信息，由前述的主變本子機(jī)完成保護(hù)功能。而無主分布式則將每個子機(jī)均視為獨(dú)立的主機(jī)保護(hù)使用，在接入站控層及過程層后，啟動保護(hù)時只跳本側(cè)開關(guān)。對于無主分布式有一個缺陷之處就是在變壓器產(chǎn)生故障時差動保護(hù)同時產(chǎn)生并上傳到站控層，增加了后期維護(hù)的難度。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于開發(fā)階段，其技術(shù)不完善，但其網(wǎng)絡(luò)可靠性高，尤其是有主式分布較經(jīng)濟(jì)、易用，因此具有良好的發(fā)展前景。

3 母線的保護(hù)方案

母線保護(hù)是快速切斷故障，保障系統(tǒng)穩(wěn)定的裝置，是靠變壓器后備保護(hù)來完成的。母線一旦短路，則會造成開關(guān)設(shè)備的失靈，且故障持續(xù)時間較長，經(jīng)濟(jì)損失大，因此其保護(hù)方案不容忽視。母線的保護(hù)是通過電流差動，將母線上所有元件的二次電流接到差動回路。其保護(hù)裝置安設(shè)兩套于每一個合并單元以及智能終端。母線保護(hù)與其他保護(hù)之間的聯(lián)動閉鎖信號采用GOOSE網(wǎng)傳輸。

4 故障錄波保護(hù)方案

所謂故障錄波裝置是可以自動記錄電力系統(tǒng)事故或振蕩的發(fā)生、演變以及恢復(fù)全過程的重要設(shè)備。它對保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行及提高電能質(zhì)量方面均起著非常重要的作用，是當(dāng)今電力系統(tǒng)自動化控制與管理系統(tǒng)的重要組成部分。故障錄波器安裝于主變上，當(dāng)SV或GOOSE接入量較多時單個網(wǎng)絡(luò)可配置多臺裝置。存在故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)報文記錄時分析裝置跨接不同電壓等級問題時，應(yīng)采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口控制器。故障路波裝置一方面接收來自過程層交換機(jī)的SV報文，另一方面接收來自站控層交換機(jī)的GOOSE報文。綜合故障診斷及路波裝置可對包括瞬時性故障在內(nèi)的零序電壓升高的各類故障進(jìn)行錄波，從而為后續(xù)的監(jiān)測做準(zhǔn)備。該裝置能夠記錄10000次以上的錄播數(shù)據(jù)，并且能夠方便的查詢并顯示錄波波形。能夠錄取故障發(fā)生前后500個周波和故障消失前后50個周波的波形數(shù)據(jù)。錄波數(shù)據(jù)通過后臺強(qiáng)大的分析軟件，能夠快速便捷地分析錄波的數(shù)據(jù)。給現(xiàn)場技術(shù)工作人員提供數(shù)據(jù)，從而有效地對電網(wǎng)進(jìn)行檢測和維修。

5 就地化保護(hù)的前景展望

在今后的電站建設(shè)中，我們應(yīng)當(dāng)著重注意以下幾點(diǎn)：首先是重視底層技術(shù)的研發(fā)。我國的電站一次設(shè)備智能化水平不高，因此應(yīng)注重基礎(chǔ)技術(shù)研究，為智能電站的全面發(fā)站提供有力支撐。其次注重電站的整體周期成本控制。國外的智能電站運(yùn)行是商業(yè)化模式，因此更注重成本的降低，對此我國應(yīng)借鑒外國先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，將智能電站的壽命周期成本進(jìn)一步降低，以利于全面推廣。再次注重智能變電站運(yùn)行維護(hù)的便利性。我國的智能電站就地化保護(hù)目前處于試點(diǎn)階段，其原因之一就是技術(shù)含量高，對于電站維護(hù)的技術(shù)水平相對較高，因而使得很多小型電站對其應(yīng)用望而卻步，；在此在今后的智能電站建設(shè)中應(yīng)著眼于其應(yīng)用的便利性，力爭使其運(yùn)維更加的利于操作，這樣才能使得智能電站就地化保護(hù)得以全面推廣使用。最后應(yīng)注重并推動新技術(shù)帶來的運(yùn)行和管理模式的轉(zhuǎn)變。將其建設(shè)所需的管理及技術(shù)進(jìn)行全面改革，使得應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法均適用于智能電站就地化保護(hù)方案的實(shí)施。

6 結(jié)語

綜上所述，對于智能電站的保護(hù)設(shè)置宜采用就地化多間隔式配置方案，不僅可以提高系統(tǒng)的可靠性，同時使得保護(hù)指令執(zhí)行得更加得力、迅速，對于整個系統(tǒng)的安全性都是極大的改進(jìn)，減少了故障，避免了經(jīng)濟(jì)損失。多間隔保護(hù)設(shè)置取消智能終端等中間環(huán)節(jié)，創(chuàng)新地提出了就地化保護(hù)思路，對于智能電站的安全性能是一種新的突破。希望通過本次討論，對于智能電站的保護(hù)方案上有所啟發(fā)，將我國智能電站的整體水平提高到新的層次，增加我國在國際電站建設(shè)項目中的份額。

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國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司 江西省萍鄉(xiāng)市 337000endprint