變電站繼電保護(hù)就地化整體解決

摘要：電力行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的重要組成部分，在建設(shè)和發(fā)展中，越來越多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用其中，促使變電站逐漸自動(dòng)化和智能化發(fā)展。變電站繼電保護(hù)同樣經(jīng)歷了數(shù)十年的創(chuàng)新和發(fā)展，無論是物理形態(tài)還是運(yùn)維技術(shù)都發(fā)生了不同程度上的變化。繼電保護(hù)中，保護(hù)技術(shù)不斷推陳出新，但是始終圍繞著四性要求，促使繼電保護(hù)工作效率大大提升，故障幾率下降，促使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。但是，伴隨著電力供應(yīng)需求量增長(zhǎng)，投運(yùn)變電站數(shù)量不斷增長(zhǎng)，運(yùn)行保護(hù)設(shè)備規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致一系列新的問題出現(xiàn)，在不同程度上影響著變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還需要進(jìn)一步完善和解決。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護(hù);就地化;解決方案

一、配置方案

1.1整體配置原則

1.1.1繼電保護(hù)就地化必須堅(jiān)持“四性”原則，即選擇性、可靠性、速動(dòng)性以及靈敏性，通過對(duì)智能變電站繼電保護(hù)前十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)來看，我們應(yīng)著重對(duì)數(shù)據(jù)可靠性的降低、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間以及保護(hù)采樣環(huán)節(jié)等一系列問題來提出解決方案以提高繼電保護(hù)的速動(dòng)性和可靠性。

1.1.2就地化繼電保護(hù)要求采用緊湊化的安裝結(jié)構(gòu)，設(shè)備應(yīng)該適合各種惡劣環(huán)境氣候的影響，裝置的安裝采用標(biāo)準(zhǔn)化接口，即插即用。

1.1.3就地化繼電保護(hù)需要根據(jù)斷路器來設(shè)置間隔保護(hù)單元。所設(shè)置的單元可采用邏輯獨(dú)立、物理集成的方式來達(dá)到母線保護(hù)、線路保護(hù)以及主變保護(hù)的目的，且過程中要將所得的信息上送到過程層網(wǎng)絡(luò)。間隔保護(hù)單元可采用直接跳閘和直接采樣的方式來減少跳閘輸出和數(shù)據(jù)采集的中間環(huán)節(jié)，縮短電氣之間的連接距離，但必須貼近一次設(shè)備安裝。在變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)當(dāng)中，站控層網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850通信協(xié)議的制造報(bào)文規(guī)范MMS，而過程層網(wǎng)絡(luò)所采用的是IEC61850-8-1以及IEC61850-9-2協(xié)議，用以達(dá)到共享網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)哪康摹?/p>

1.2繼電保護(hù)配置方案

1.2.1線路保護(hù)

我們需要結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)線路接線方式的線路間隔來對(duì)線路保護(hù)進(jìn)行配置方案的設(shè)計(jì)。對(duì)于母線接線方式，應(yīng)采用兩個(gè)斷路器并聯(lián)的保護(hù)單元，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立數(shù)據(jù)的單獨(dú)采樣。線路保護(hù)應(yīng)優(yōu)先考慮以線路測(cè)電壓的方式，同時(shí)可根據(jù)裝置配置電壓切換模式。

1.2.2母線保護(hù)

母線保護(hù)應(yīng)采用分布式方案，不需要設(shè)置獨(dú)立的母線保護(hù)裝置，只要與線路保護(hù)復(fù)用間隔保護(hù)單元即可。各單元環(huán)網(wǎng)連接，同時(shí)維系母線保護(hù)功能。在邏輯上，設(shè)置主分布式保護(hù)方案曰也可采用無主式保護(hù)方案將保護(hù)功能分開獨(dú)立完成運(yùn)算。另外，電壓互感器應(yīng)是相互獨(dú)立分開的。

1.2.3變壓器保護(hù)

應(yīng)當(dāng)采用分布式方案，側(cè)方電路與單元相互對(duì)應(yīng)，構(gòu)成雙向環(huán)網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)變壓器保護(hù)提供了保障依據(jù)。

1.2.4站域保護(hù)

與就地化的繼電保護(hù)相輔相成，在功能上需要依據(jù)層次化保護(hù)的原則對(duì)其進(jìn)行配置，以實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)的配置和優(yōu)化。

二、繼電保護(hù)就地化運(yùn)維技術(shù)

2.1就地化繼電保護(hù)智能安裝系統(tǒng)

較之傳統(tǒng)室內(nèi)安裝的二次設(shè)備，就地化繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，所以設(shè)備的運(yùn)行管理和控制難度較高。對(duì)此，部分專家創(chuàng)新性的提出就地化設(shè)備微環(huán)境智能控制。就當(dāng)前一種常見的繼電保護(hù)系統(tǒng)來看，在間隔布置基礎(chǔ)上的就地化繼電保護(hù)智能安裝系統(tǒng)，其中集合了裝置運(yùn)行狀態(tài)采集、溫濕度采集和照明等多項(xiàng)功能，確保就地化繼電保護(hù)系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)。光伏效應(yīng)存儲(chǔ)電池可以作為對(duì)于變電站繼電保護(hù)裝置的備用電源，確保外部電源斷電后裝置仍然可以正常運(yùn)行。如果設(shè)備運(yùn)行中由于高溫出現(xiàn)冒煙、絕緣燒毀現(xiàn)象，可以通過消防噴淋系統(tǒng)盡可能解決其中的異常問題，將異常情況控制在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備除塵降溫工作。

2.2就地化繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

就地化繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中，在開關(guān)附近安裝二次設(shè)備，將原本的人機(jī)界面取消，盡管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝調(diào)試不變，但是可以在檢修中心實(shí)現(xiàn)設(shè)備的調(diào)試，系統(tǒng)集成化水平更高，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)即插即用需要。對(duì)于就地化繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)來看，可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)即插即用。實(shí)現(xiàn)測(cè)試模板自動(dòng)生成和保護(hù)。具體主要是由以下幾個(gè)方面組成：①結(jié)合被測(cè)試裝置運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)設(shè)備配置信息和測(cè)試模板的自動(dòng)生成，根據(jù)實(shí)際情況來選擇測(cè)試項(xiàng)目，為用戶提供更多樣化的選擇。②根據(jù)選定的自動(dòng)測(cè)試模板，將測(cè)試終端連接在一起，為主機(jī)提供測(cè)試功能。測(cè)試終端在執(zhí)行命令時(shí)，模擬故障電氣量信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集和反饋，形成閉環(huán)控制，判斷各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足實(shí)際要求。③設(shè)備測(cè)試結(jié)束后，自動(dòng)化生成報(bào)告，傳遞給主機(jī)服務(wù)器，將測(cè)試報(bào)告存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行統(tǒng)一化管理。

2.3就地繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)檢修

就地化繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中，由于人機(jī)交互界面取消，只能在智能管理單元遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)控制，在一定程度上導(dǎo)致工程現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)工作難度較高，涉及內(nèi)容較為復(fù)雜。針對(duì)此類問題，智能運(yùn)維終端可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)化采集和加工，是信息資料傳輸?shù)幕A(chǔ)載體，結(jié)合實(shí)際情況開發(fā)APP，完成設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和檢修工作，將數(shù)據(jù)信息傳輸存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，促使系統(tǒng)自動(dòng)化管理和控制。通過智能運(yùn)維終端運(yùn)用后，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢修、巡視和回路映射，協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作開展，借助信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來輔助工作開展，降低運(yùn)行維護(hù)負(fù)擔(dān)，提升工作效率，促使智能運(yùn)維提高運(yùn)行可靠性，對(duì)于就地化繼電保護(hù)創(chuàng)新和發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

2.4就地化繼電保護(hù)運(yùn)維支撐

變電站運(yùn)行中越來越多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用其中，促使變電站智能化水平不斷提升，可以有效降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于設(shè)備遠(yuǎn)程管理提出了更高的要求。通過就地化繼電保護(hù)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，可以推行更具創(chuàng)新型的管理模式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能化管理。站端設(shè)備中集合了先進(jìn)的測(cè)量和傳感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，包括設(shè)備的溫度、濕度和電壓等指標(biāo)，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)對(duì)電力能源需求的不斷增加，變電站的建設(shè)也面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)作為變電站的重要工作內(nèi)容，采取繼電保護(hù)就地化方法是解決智能變電站諸多問題的重要手段。因此，在變電站繼電保護(hù)工作中，要認(rèn)真分析繼電保護(hù)就地化所呈現(xiàn)的各種問題，在此基礎(chǔ)上提出較為適合的配置方案，有效解決問題，提高繼電保護(hù)的運(yùn)行管理水平，進(jìn)一步促進(jìn)電力企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]篤峻，葉翔，葛立青，等.智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2016，36（7）：163-168.

[2]王增平，姜憲國(guó)，張執(zhí)超，等.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41（2）：13-18.

[3]裘愉濤，王德林，胡晨，等.無防護(hù)安裝就地化保護(hù)應(yīng)用與實(shí)踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（20）：1-5.

作者介紹：

蔣齡震（1994.3.19），性別：男;籍貫：江蘇常州;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：助理工程師;職務(wù)：220kV副值值班員;研究方向：變電。

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司常州供電分公司 213000