繼電保護二次回路在智能變電站中的設(shè)計實現(xiàn)

葉蒙 沈潔

摘 要：我國綜合國力的提升，推動了電力行業(yè)的長足發(fā)展，智能變電站的核心在于“智能”二字，而“智能”二字的實現(xiàn)，往往離不開眾多高精尖設(shè)備的運用。當前，集尖端、穩(wěn)靠、集成、低碳為一體的智能電力設(shè)備已經(jīng)成為智能變電站基礎(chǔ)框架的重要構(gòu)成。二次回路在變電站運行工作中起著較為關(guān)鍵的作用，在運行過程中若二次回路發(fā)生了故障會直接影響到設(shè)備運行，不僅如此，二次回路發(fā)生故障也將對整個社會造成不良影響。由于二次回路主要是進行連接二次設(shè)備的功能，因此一旦發(fā)生事故其影響的范圍極廣甚至會導致變電站的一次設(shè)備損壞從而大面積停電。而二次回路的結(jié)構(gòu)又較為復雜，一些潛在安全問題無法直接察覺，同時針對二次回路的檢查工作，需要在完全通電的情況下進行，這就需要專業(yè)人員進行故障排查和檢修工作。

關(guān)鍵詞：繼電保護;二次回路;智能變電站;設(shè)計

引言

在智能變電站二次回路設(shè)計與施工過程中，通信網(wǎng)絡(luò)運用的是IEC61850系列標準，建立在GOOSE通信傳輸機制與SMV采樣傳輸機制的基礎(chǔ)上，來進行二次設(shè)備之間的聯(lián)動。在智能變電站二次回路建設(shè)階段中，一次設(shè)備的測試與保護電纜已經(jīng)慢慢地被光纖所替代，可以緩解電纜敷設(shè)與安裝工作。和常規(guī)電路相比，運用光纜可以很好地解決長時間影響二次回路保護裝置的CT開路與PT短路方面的問題，另外也不必考慮多點接地與電磁干擾因素的影響，從根本上來提升系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。然而在具體設(shè)計與施工的時候，因為運用智能通信網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)二次回路，設(shè)備之間也不會出現(xiàn)顯著的物理斷開點，所以在設(shè)備檢修的時候，也難以進行物理隔離。

1智能變電站繼電保護維護層

（1）數(shù)據(jù)采集層。繼電保護運維系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集層主要是運用IEC61850采集模塊，GOOSE、SV以及終端壓板的信息都會通過采集模塊接收。而MMS、GOOSE、SV報文信息則通過報文采集和分析模塊進行采集和在線檢驗，通過比對SCD文件，對其一致性作出判斷。（2）數(shù)據(jù)應用層。數(shù)據(jù)應用層由二次回路模塊及其監(jiān)測模塊以及保護設(shè)備的監(jiān)測模塊構(gòu)成。主要作用是進行端口、鏈路、報文、設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)分析，通過分析獲得二次回路各個終端的狀態(tài)。同時，還可以處理IEC61850上級模塊報送的信號，通過狀態(tài)分析、越限判定、走勢預測等綜合評價，從而實時地確定設(shè)備的情況，判斷設(shè)備是否需要維護和檢修。（3）數(shù)據(jù)展示層。數(shù)據(jù)展示層主要作用是通過畫面、告警顯示、光標閃爍等方式提示用戶進行人機交互操作。

2三相不一致及信號回路設(shè)計

綜自站斷路器和隔離、接地開關(guān)不僅要提供各類報警信號接點來給監(jiān)控系統(tǒng)的測控裝置，實現(xiàn)信號的遠傳，另外在匯控柜內(nèi)設(shè)置了各類報警信號的指示燈;因為機構(gòu)之內(nèi)初始化的報警信號僅一個，為了達到就地指示和信號的遠傳，在匯控柜之內(nèi)還得要增添中間重動繼電器。智能變電站運用智能終端，智能終端來就地安裝在匯控柜內(nèi)，智能終端所采集的斷路器、刀閘開關(guān)部位狀態(tài)信號和報警信號，運用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來遠傳信號，全部信號都可以顯示在調(diào)度端上，所以便可以將匯控柜內(nèi)的信號指示燈取消并中間重動繼電器。

3智能變電站繼電保護二次回路的實施

對輸變電工程智能變電站繼電保護二次回路進行設(shè)計，在進行設(shè)備布置時，保護裝置要配置相應的保護柜及面柜，輸變電工程采用2面保護柜，母線保護采用2臺面柜?？刂齐娎|采用多芯控制電纜，具有一定數(shù)量的備用線芯，可以保障電纜的工作，電纜的線芯滿足控制回路電流的要求。二次回路中保護設(shè)備的選取要滿足自動運行的要求，輸變電工程配置不同原理作用的保護裝置2套，保障獨立的保護功能，并且2套裝置之間不存在相互干涉的情況，2套保護裝置分別配置相應的合并單元，采用共同的電流互感器二次繞組電路接入母線保護電路。控制信號設(shè)備的選擇依據(jù)電路的設(shè)計參數(shù)進行，繼電器電壓為母線電壓的1.1倍，保證電流的工作范圍。智能終端斷路器配置2套，保證站控層繼電保護設(shè)備的通信，相互之間采用網(wǎng)絡(luò)交換機進行數(shù)據(jù)的傳輸。對于控制電纜的選擇，要采用銅芯導線，采用多芯電纜，并且具有一定數(shù)量的備用線芯，依據(jù)電路設(shè)計的電流值對控制電纜的線芯規(guī)格進行合理的選擇。端子排要具有良好的防潮性能，可以穩(wěn)定地運行，在進行安裝時，核對端子排的接線及與外圍設(shè)備的連接狀態(tài)，端子箱、控制柜等直流與交流電路的連接，不得連接在同一端子排上，端子排的連接是繼電保護二次回路發(fā)揮作用的重要保證，在進行接線時，嚴格依據(jù)設(shè)計圖施工，并做好相應的標識。

4處理直流回路出現(xiàn)的缺陷

從專業(yè)角度來講，若在系統(tǒng)的內(nèi)部其中一個支路的電流斷開后其接地母線的電壓呈上升狀態(tài)，則證明這一支路屬于直流電路。針對接地支路接地點的檢測工作中，需要由室外到室內(nèi)依次進行檢測，檢測工作是由舊設(shè)備檢測到新設(shè)備的檢測。若直流電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象，首先要分析其具體的短路原因。以下兩種狀況是導致直流電源短路的主要原因：（1）人為觸碰導致直流電路短路。若是在人為觸碰到直流電路時發(fā)生了電源短路，則可以結(jié)合相應的情況進行具體的分析討論，找出原因最終制定出合理有效的系統(tǒng)設(shè)備以及保護技術(shù)，從而保證電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，滿足電力系統(tǒng)運行的需要。（2）連接回路線出現(xiàn)錯誤。若工作人員在進行連接回路線的過程中出現(xiàn)錯誤，則需要在完成二次回路接線工作后，利用正負電源的電阻來有效減少連接錯誤的狀況。針對這一問題的處理，應提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，在發(fā)生故障時，專業(yè)的技術(shù)人員可以及時地從專業(yè)角度來判斷事故產(chǎn)生的原因，找尋解決辦法。

5保護系統(tǒng)風險擴散模型

保護系統(tǒng)故障風險往往也是由部分裝置的故障風險引起的。本模型中故障風險主要有：（1）信息流的發(fā)送端裝置（合并單元、保護裝置等）存在不能將信息有效發(fā)送到對側(cè)裝置的風險;（2）接收到信息的裝置（保護裝置、智能終端等）存在不能正確做出響應的風險，如保護裝置拒動。當裝置發(fā)生故障風險如時，其功能實現(xiàn)產(chǎn)生了不確定性。若在保護系統(tǒng)風險沒有排除的情況下，風險事件進一步擴大，將對保護系統(tǒng)可靠性造成更嚴重的影響。按照裝置之間的依賴強度，對與發(fā)生風險的裝置有關(guān)聯(lián)的無風險的裝置以一定的概率感染故障風險，接下來保護進程因自身感染風險裝置數(shù)量增加而使得自身風險負荷增加，當保護進程達到一定風險負荷時，造成故障的發(fā)生，運行人員無法在保護系統(tǒng)運行在具有故障風險的情況下對裝置風險進行排除，風險擴散模型中表現(xiàn)為保護進程無法恢復感染風險的裝置。因此，保護系統(tǒng)故障風險受到裝置間功能關(guān)聯(lián)和保護進程-裝置執(zhí)行關(guān)聯(lián)共同影響。

結(jié)語

總而言之，智能變電站隨著自動化設(shè)備的接入應用越來越廣泛，對于智能變電站電路的保護至關(guān)重要。文中依據(jù)輸變電工程的智能變電站結(jié)構(gòu)，采用繼電保護二次回路的方式對智能變電站進行保護。依據(jù)無人化的設(shè)計要求，對繼電保護二次回路進行了設(shè)計及施工，通過繼電保護二次回路可以對變電站設(shè)備進行實時的監(jiān)控，并對信號進行及時的處理，依據(jù)相關(guān)指令，完成設(shè)備的自動復位重啟，保證了智能變電站的穩(wěn)定運行，提高了繼電保護的適應性，為電力保障提供了可靠的方式。

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