智能變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)

劉俊 覃璇

摘要：隨著微機繼電保護裝置的廣泛應用和變電站自動化水平的不斷提高，各種智能設(shè)備采集的模擬量、開關(guān)量、設(shè)備狀態(tài)量大大增加，檢修人員可以從中獲取更多的二次設(shè)備的實時信息。針對變電站綜合保護的現(xiàn)狀，闡述了綜合利用整個電網(wǎng)的二次設(shè)備信息，提出了變電站繼電保護自動化系統(tǒng)的概念，介紹了變電站繼電保護自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及實現(xiàn)方法，最后對變電站繼電保護自動化技術(shù)提出了建議。

關(guān)鍵詞：變電站繼電保護，自動化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)

背景

在技術(shù)類型逐步更新的今天，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為國內(nèi)的主流應用技術(shù)方向，將各個區(qū)域中產(chǎn)生的風、光、電能進行集合，以此來形成一場電網(wǎng)發(fā)展的革命。而為了解決電力資源分布不均與，促進電能往環(huán)保方向發(fā)展，加快電力系統(tǒng)的改革，實現(xiàn)電網(wǎng)管控的自動化，必須深入研究如何建設(shè)更加穩(wěn)定的智能變電站繼電保護系統(tǒng)，對智能變電站繼電保護自動化系統(tǒng)做出深入探討，為確保其未來高效運行提供支持。

1智能變電站繼電保護系統(tǒng)

智能變電站繼電保護系統(tǒng)中的構(gòu)成元件主要會涉及到交換機、電子互感器、合并單元等?；ジ衅鞣矫?，傳統(tǒng)的模式是通過電磁互感器來實現(xiàn)，而現(xiàn)在則是使用電子互感器來進行替代。它具有測量準確、小巧輕便等特點，可以根據(jù)傳感電源的差異將其分為無源型與有源型。合并單元則是實現(xiàn)過程層的信息傳輸，以接收時間的方式來標記電子互感器傳輸?shù)男畔?，并將其轉(zhuǎn)移到繼電保護設(shè)備中，這樣不僅精簡了過去復雜的接線工作，也達到了節(jié)約成本的目的，并最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)共享。另外，交換機主要是將其作為智能以太網(wǎng)絡(luò)的運行節(jié)點，在鏈路層中實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的交換。在當前交換機設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)逐步更新的背景下，信息傳遞的效率在逐步提高，使得相互通信的效率也在不斷的更新，確保了智能電網(wǎng)運作的穩(wěn)定性。

2電網(wǎng)繼電保護自動化系統(tǒng)的功能分析

電網(wǎng)繼電保護的整定計算十分復雜，由于傳統(tǒng)的繼電保護以預先整定、實時動作為特征，保護定值必須適應所有可能出現(xiàn)的運行方式的變化。電網(wǎng)繼電保護自動化系統(tǒng)可以徹底改變這種局面。只要在調(diào)度端的服務器安裝故障計算及繼電保護定值綜合分析程序，依靠從EMS系統(tǒng)獲得的系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)，就可以迅速準確地判斷出當前繼電保護裝置整定值的可靠性，如出現(xiàn)部分后備保護定值不配合時，根據(jù)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得的線路縱聯(lián)保護及母差保護的投入情況，確定是否需要調(diào)整定值。如需要調(diào)整，可通過調(diào)度端服務器向變電站的客戶機下達指令，由客戶機動態(tài)修改保護定值，從而實現(xiàn)繼電保護裝置對系統(tǒng)運行狀態(tài)的自適應。以上所有計算分析工作，均依靠調(diào)度端服務器實時自動完成，這樣，繼電保護整定值就無需預先考慮那些出現(xiàn)機率很小的組合方式，從而解決困擾繼電保護整定計算工作的不同運行方式下可靠性與選擇性存在矛盾的問題。為提高可靠性，保護定值的自適應可與調(diào)度系統(tǒng)的檢修申請相結(jié)合。

目前的保護和故障錄波器的故障測距算法，一般分為故障分析法和行波法兩類。行波法由于存在行波信號的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問題而難以在電力生產(chǎn)中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準確進行故障定位，必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運行方式、與相鄰線的互感等信息，很顯然，僅利用保護或故障錄波器自己采集的數(shù)據(jù)，很難實現(xiàn)準確的故障定位。另外，對于比較復雜的故障，比如跨線異名相故障，單端分析手段已無法正確判斷故障性質(zhì)和故障距離，因此，往往出現(xiàn)誤報。

3智能變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)的功能

3.1智能變電站變壓器保護設(shè)置

電力使用過程中，長久以來其輸入與輸出都是由一定的標準限制。在具體的電力使用過程中，不得超過標準，避免對正常配電造成影響。同時，在具體的實際工作中，需要采用合理的配電保護措施，以更好控制電路電壓。利用變壓器裝置進行配電，可以對電流進行有效的后備保護，同時可直接保護自動化系統(tǒng)的配電功能。

3.2智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行優(yōu)化

加強繼電保護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計過程中，需要將實際情況作為優(yōu)化條件的主要參考依據(jù)，進而給出相應功率指標。確保幾點保護系統(tǒng)在不影響其他工作條件下，有效控制電壓，降低繼電保護系統(tǒng)混亂性以及拒動可能性，最大程度保證繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.3智能變電站線路保護配置

變電站繼電保護系統(tǒng)中，線路保護裝置十分重要。在線路保護配置中，最為重要的是采用四種不同的保護方式：集中式;后備式;通信監(jiān)視;測量。這些方法在具體的線路保護工作中可以相互補充和協(xié)作。能夠有效的針對線路使用過程中出現(xiàn)的問題及時發(fā)現(xiàn)并解決，進而更好的保護人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娏κ褂梅€(wěn)定性。同時電力線路保護裝置具備監(jiān)視作用，即其在線路保護裝置過程中，不單單可以直接保護電力線路的應用，還可以及時發(fā)現(xiàn)線路應用中出現(xiàn)的問題，并及時對人們進行報警通知，在收到故障通知時，工作人員可以更加有效的修復故障，保障電力系統(tǒng)的正常運行。

3.4智能變電站繼電保護系統(tǒng)的二次巡檢

加強繼電保護系統(tǒng)的二次檢查是確保智能變電站和穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，它不僅可以及時發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)的問題，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時也可以大大提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性。在此階段使用的繼電器不僅要重視檢測的重要性，更要重視加強二次巡檢的保護系統(tǒng)，只有這樣才能指導繼電器保護系統(tǒng)的運行。而最重要的是完善繼電保護系統(tǒng)二次巡檢人員工作技術(shù)的豐富工作人員的經(jīng)驗，只有這樣才能最大程度的發(fā)揮二次巡檢的重要作用。

4智能變電站繼電保護自動化系統(tǒng)常見故障的處理方法

4.1引入專用光纖通道

專用光纖通道專用光纖通道保護系統(tǒng)主要應用于全介質(zhì)自承式光纜與架空線復合光纜線路縱聯(lián)保護裝置中。專業(yè)光纖通道能為高壓輸電電纜提供專用纖芯，并在電纜應用中與電纜縱聯(lián)保護裝置相協(xié)調(diào)配合，二者共同組成輸電電纜專用光纖縱聯(lián)保護裝置。將專用光纖通道應用于高壓電纜保護中能夠減少電纜線路與其它裝置之間的連接，有效簡化電纜信號傳輸線路，進而減少了長線路中的信號干擾，有助于提高信號傳輸效率與傳輸安全穩(wěn)定性。

4.2智能終端故障處理

智能終端的主要作用就是對設(shè)備跳合閘的狀態(tài)進行有效控制，當智能終端發(fā)生故障時，變電站當中所有設(shè)備的跳合閘都將失去控制，對變電站運行十分不利。對此，及時退出終端的出口板，是保障故障發(fā)生時跳合閘正常工作的主要手段此基礎(chǔ)上，能夠有效分析智能終端故障的形成原因，便于運維人員及時找到故障位置，消除故障，讓智能終端及整個變電站的繼電保護設(shè)備恢復正常運行。

4.3間隔合并單元故障處理

在單套配置的間隔當中，有可能發(fā)生合并單元故障，故障發(fā)生后，運維人員需要在第一時間發(fā)出“斷開”申請，即讓發(fā)生故障的間隔單元的開關(guān)及時斷開，并退出運行。當合并單元故障發(fā)生在雙套配置的間隔當中時，運維人員需要做出如下反應：將單線間隔與故障位置對應的保護出口壓板退出運行，同時將故障位位置對應的保護母線裝置退出運行。當發(fā)生合并單元故障問題時，退出處理能夠避免故障影響的進一步擴散，并為檢修人員獲取到充足的搶修時間。

5結(jié)束語

智能變電站在運行過程中必然需要大量的采集與存儲相關(guān)信息，運行中產(chǎn)生的海量信息在安全與防護方面存在較大的挑戰(zhàn)。如果不對其檢修的環(huán)節(jié)做進一步的優(yōu)化，在未來電網(wǎng)需求日益增強的情況下極為不利，因此，繼電保護系統(tǒng)在可靠性方面的研究與分析顯得更加重要。在現(xiàn)今情況下，傳統(tǒng)變電站繼電保護系統(tǒng)無法適應發(fā)展迅速的智能變電站以及人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，因此加強智能變電站繼電保護自動化系統(tǒng)的研究，促進智能變電站電力系統(tǒng)檢修的智能化、自動化。

參考文獻

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