電力系統(tǒng)中智能變電站的繼電保護(hù)技術(shù)

黃彥婕

摘要

近些年來，我國經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展推動(dòng)了電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模變得越來越大。作為電網(wǎng)中重要的組成部分之一，變電站必須安全，可靠、穩(wěn)定，因?yàn)檫@直接影響到電網(wǎng)是否能正常運(yùn)行。隨著計(jì)算機(jī)通信和人工智能等技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，自動(dòng)化已成為變電站繼電保護(hù)的發(fā)展方向，在變電站智能化發(fā)展中起著越來越重要的作用。基于這一點(diǎn)筆者就智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)展開探討。

【關(guān)鍵詞】變電站 繼電保護(hù) 自動(dòng)化 系統(tǒng)

目前智能變電站技術(shù)發(fā)展方興未艾，代表了變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。重點(diǎn)探討了智能變電站繼電保護(hù)架構(gòu)體系，從而研究了智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)信息及保護(hù)原理、繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制與架構(gòu)體系、繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和調(diào)試與運(yùn)維的影響。

1智能變電站技術(shù)及繼電保護(hù)技術(shù)

l.1智能變電站概述

一般來說，我們所說的智能變電站技術(shù)是指：一種利用數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)確保變電站信息實(shí)現(xiàn)高效采集與傳輸?shù)募夹g(shù)，作為我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的重要方向，智能變電站技術(shù)促進(jìn)了協(xié)議統(tǒng)一化、信息網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)備智能化、運(yùn)行自動(dòng)化以及網(wǎng)絡(luò)化的有效實(shí)現(xiàn)。通過運(yùn)用智能變電站技術(shù)，工程造價(jià)得以有效降低，傳統(tǒng)變電站電磁互感器相關(guān)問題也得到了有效解決，電力技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展。相關(guān)研究表明，智能變電站包含了三個(gè)層面：過程層、間隔層以及站控層，只有將這三個(gè)層面建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)連接通道，才可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步，而確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定的關(guān)鍵在于變電站中的過程層。

1.2智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)

智能變電站繼電保護(hù)中的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理工作主要是依靠繼電保護(hù)技術(shù)中的軟硬件條件。數(shù)字核心部件是智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵，數(shù)字核心部件相當(dāng)于一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)，其能夠有效的對(duì)多個(gè)變電站繼電保護(hù)控件進(jìn)行高效的控制與處理；此外，模擬量輸入接口控件也是繼電保護(hù)裝置的一個(gè)重要部件，它實(shí)現(xiàn)了以信息采集為重要條件的計(jì)算機(jī)與外部控件的相互連接。

2智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的影響

相比于傳統(tǒng)的變電站，智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的影響，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）由電磁式互感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮邮交ジ衅?，繼電保護(hù)源數(shù)據(jù)的性質(zhì)發(fā)生了變化。這就需要對(duì)電磁互感器傳變特性設(shè)計(jì)的一些算法以及整定原則做出相應(yīng)的調(diào)整和改善；還需要對(duì)電子式互感器采樣就地?cái)?shù)字化可能造成的數(shù)據(jù)同步、延遲等問題進(jìn)行評(píng)估。

（2）二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸代替了傳統(tǒng)的二次電纜硬連接，改變了繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸方式，二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的信息共享，使跨間隔保護(hù)更加便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)的跨間隔以及跨電站；另外，網(wǎng)絡(luò)化傳輸提升了數(shù)據(jù)保護(hù)的實(shí)時(shí)性和可靠性。

（3）繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的處理和利用方式發(fā)生了變化：智能變電站中，IEC61850的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備間的互聯(lián)、互通、互操作甚至是互換，這就促成了IED設(shè)備和二次信息的分離。

3電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析

3.1線路繼電保護(hù)技術(shù)

在智能變電站繼電保護(hù)內(nèi)，線路繼電保護(hù)具有非常重要的地位，對(duì)于線路安全具有十分重要的意義。在線路繼電保護(hù)實(shí)施中，應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)控智能變電站的運(yùn)行狀態(tài)，隨時(shí)了解智能變電站的運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)故障，監(jiān)控系統(tǒng)能夠立刻發(fā)現(xiàn)并作出預(yù)警，繼而，相關(guān)工作人員可以及時(shí)采取對(duì)策進(jìn)行處理，保護(hù)線路安全。如果條件允許，還可以根據(jù)實(shí)際情況在智能變電站線路上安裝測(cè)控裝置，該裝置的主要功能就是對(duì)智能變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，然后將測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)體系內(nèi)，繼電保護(hù)會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)結(jié)果，對(duì)智能變電站下達(dá)具有針對(duì)性的繼電保護(hù)指令，控制線路的正常運(yùn)行。

3.2變壓器繼電保護(hù)

在智能變電站內(nèi)，變壓器繼電保護(hù)的主要功能就是保護(hù)相關(guān)元件。在變壓器繼電保護(hù)裝置內(nèi)，在后備部分安裝中，集中安裝模式最為合適，這種安裝模式的選取，可以促進(jìn)繼電保護(hù)在智能變電站中發(fā)揮最大的保護(hù)作用。在運(yùn)行過程中，變壓器繼電保護(hù)的核心模塊是非電量保護(hù)，這種保護(hù)模式要求其與電纜進(jìn)行連接，此外，還要與繼電保護(hù)裝置進(jìn)行連接。在運(yùn)行過程中，如果變壓器收到不良因素的影響，非電量保護(hù)模塊就會(huì)自動(dòng)切入跳閘狀態(tài)，并發(fā)出跳閘指令，及時(shí)有效的緩解由于不良因素的干擾而可能造成的線路故障，確保變壓器安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)保證線路安全。

3.3過流電限定保護(hù)

智能變電站在運(yùn)行過程中，由于受到電流過載因素的影響，容易造成電力系統(tǒng)外部斷路，這種超負(fù)荷電流能使外部發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘。因此，需要在電力系統(tǒng)智能變電站中采用過流電限定的方式對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，如果發(fā)生超負(fù)荷電流現(xiàn)象，則能夠及時(shí)向變電站智能終端發(fā)出警報(bào)，同時(shí)由智能系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)措施，從而提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4結(jié)語

隨著智能變電站技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)的自愈特征將會(huì)對(duì)繼電保護(hù)的選擇性、可靠性、速動(dòng)性、靈敏性提出更高的要求，對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)的配置方法提出更高要求。同時(shí)科技的發(fā)展為智能電網(wǎng)繼電保護(hù)提供了更高的技術(shù)保障。社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步也對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求，智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)受到了深刻的影響。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)和普及將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，繼電保護(hù)技術(shù)隨著各種新技術(shù)的運(yùn)用而面臨革新，靈活的運(yùn)行方式和變化的設(shè)備特性都是繼電保護(hù)的必須面臨的挑戰(zhàn)。作為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，人們必須加快對(duì)智能電網(wǎng)的研究和推廣，從而實(shí)現(xiàn)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。

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