智能电网背景下的继电保护新技术分析 许凯

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:许凯 马腾 魏延路
[导读] 摘要:随着信息技术及传感器技术的发展,继电保护设备在电力系统中的应用已经不是单纯的硬件设备保护,而是结合了现代信息传输网络及现代管理技术的一项综合的管理措施,集全网调度、硬件管理、设备监控、安全信息监察等一系列功能于一体,继电保护系统具有工作可靠,功耗低,实时性好的优点,可有效地对煤矿数字化变电站进行保护,其在电力系统中的应用,对电网运行的安全起到了至关重要的作用。
        (国网聊城供电公司  山东聊城  252000)
        摘要:随着信息技术及传感器技术的发展,继电保护设备在电力系统中的应用已经不是单纯的硬件设备保护,而是结合了现代信息传输网络及现代管理技术的一项综合的管理措施,集全网调度、硬件管理、设备监控、安全信息监察等一系列功能于一体,继电保护系统具有工作可靠,功耗低,实时性好的优点,可有效地对煤矿数字化变电站进行保护,其在电力系统中的应用,对电网运行的安全起到了至关重要的作用。
        关键词:智能电网;继电保护;技术分析
        引言
        现阶段,我国电力系统建设规模不断扩大,电力系统网络结构和运行方式日趋复杂,对继电保护提出了更高要求。继电保护是确保电网运行可靠性的关键,在变电站和断路器中发挥着重要作用。因此,文章将对电力继电保护技术现状及发展进行研究。
        1继电保护技术的概念
        继电保护技术是指在电力系统中,通过对系统运行中的故障检测及异常信号分析,从而对故障区域发出警报,或者直接隔离系统故障部分,以保障电力系统正常运行的自动化管理技术。继电保护技术分为四大类,包括按保护对象分类的线路保护与设备保护;按保护功能分类的异常保护和故障保护;按信号处理方式分类的数字保护和模拟保护;按保护动作分类的高、低电压保护、过电流保护、高频保护、功率保护等。现阶段电力系统继电保护措施是继电保护技术与信息处理技术的结合,包括了继电保护、数据收集、信号传输、数据处理等多方面的内容,是电力系统中重要的安全保护措施。
        2继电保护系统管理与维护
        2.1继电保护管理系统
        继电保护管理系统是变电站主要的人机交互界面系统,是变电站管理的核心应用,通过变电站通信网络获取全站设备管理信息,并通过信息化处理手段,向变电站管理人员提供可靠有效的参考数据同时可对设备进行操作控制及记录相关信息。管理系统具备相应的数据处理功能,可实时计算主变电各侧的有功功率和无功功率,可分析线路的有功、无功最大最小值以及平均值,实时采集线路电流,同时计算峰谷期电量;具备一定的报警功能,通过声光信息,自动推出故障设备画面,对遥测量越线、断路器故障、主变过温、各级保护及自动装置报警信息、回路断线、直流接地异常、微机保护、监控及远动设备异常进行实时监控及报警;具备站内通讯和远动通讯功能,采用屏蔽双绞线连接站内主变本体智能通讯单元、微机直流系统、智能计量系统及其他智能系统;具备后台及数据库维护功能,支持微机系统软件的故障诊断。
        2.2变压器继电保护
        在智能变电站继电保护系统中,相关保护元件是发挥保护功能的载体。在安装继电保护装置时,需要工作人员选择正确的安装方法,提升继电保护装置性能的同时,还能在正确的模式下,强化继电保护装置的运行能力。继电保护装置进入到运行状态,做好装置的非电量状态下的保护工作,需要在工作中加入保护模块,将保护模块与电缆建立连接关系,在安全的状态下避免保护装置出现问题,尤其是在非电量状态下,保护模块会发挥保护作用,防止保护装置出现跳闸等故障。
        2.3过流电限定保护
        在智能变电站保护功能中,过流电限定保护技术,可在短时间内降低电流荷载产生的破坏作用,有效避免电力系统外部环境出现断电等情况,防止外部环境在高强度电流荷载下出现跳闸等安全故障。在传统的变电站继电保护装置中,保护功能的组织形态仍处于单一的形式,而智能变电站继电保护装置,采用模块化的组织形态,在过程网内使装置获得的数据信息得以共享。


        2.4异常状态下继电保护运行维护技术
        一旦智能变电站继电保护运行过程中出现异常情况,主要分为单元故障、智能终端故障、以及交换机故障时,在异常状态下继电保护运行维护技术,成为工作人员处理异常故障的参考依据。工作人员在明确异常故障后,以间隔合并单元故障为例,工作人员采用维护技术时,需要将间隔单元开关保持在退出状态,此时借助母线保护技术,将出现故障的单元放置在保护出口,以便完成维护工作。若出现智能终端故障时,工作人员应将装置退出终端,避免系统出现跳闸故障。在智能变电站建设过程中,电力企业应根据线路运行要求,将测控装置配置在线路上,对线路进行实时监控的同时,将监控产生的数据在第一时间内上传至电力系统中,此时继电保护技术会对数据进行全面的分析,以便实施正确的管理措施,保证线路处在安全稳定的运行状态。
        3继电保护技术在电力系统中的应用
        3.1继电保护的功能
        在电力系统运行过程中,继电保护配置的关键内容是为电力系统运行的安全性提供保障。首先,能够解决电力系统的短路故障。配电线路网络广阔,与很多行业发展和人民群众日常生活息息相关,出现短路问题时会带来严重影响。这就需要完善配电线路的继电保护装置,有效预防电力系统故障。其次,检查开关保护设备。通常,开关设置在配电站中,继电保护配置有利于保护开关站并掌握安全入口。再次,预防电流互感饱和现象。电流互感饱和会带来电力系统断线问题,在设置继电保护的情况下,有效保护整个配电系统,充分发挥定时保护装置的功能。最后,继电保护系统日常维护工作的顺利实施,能够有效提升电力系统运行的安全性。
        3.2系统安全配备
        智能变电站中不可缺少的一项组成部分就是变压器,其作用能够对所有的元件进行相应的保护[3],针对继电保护的系统分为控制区和非控制区,为保障系统数据的安全,必须在两个区域之间设置硬件防火墙以及隔离装置,同时对系统网络数据进行加密处理,各系统之间的数据通信必须由防火墙隔离;远动信息通过调度数据网交换机接入路由器时,需要配置特殊算法的加密认证装置;电量计量信息通过调度数据网交换机接入路由器时,需进过数据认证加密;考虑到监控系统和电能表信息分属不同区域,计量转发装置接入站控层网络之前需要经过硬件防火墙;变电站继电保护系统与主站控制系统之间的数据交互也必须通过软件及硬件防火墙。
        3.3变压器继电保护
        在智能变电站继电保护系统中,相关保护元件是发挥保护功能的载体。在安装继电保护装置时,需要工作人员选择正确的安装方法,提升继电保护装置性能的同时,还能在正确的模式下,强化继电保护装置的运行能力。继电保护装置进入到运行状态,做好装置的非电量状态下的保护工作,需要在工作中加入保护模块,将保护模块与电缆建立连接关系,在安全的状态下避免保护装置出现问题,尤其是在非电量状态下,保护模块会发挥保护作用,防止保护装置出现跳闸等故障。
        结束语
        在当前社会城市发展中,用电量逐渐增多,增加了供电企业的供配电压力和用户的使用困难。通过低压配电系统保护性选择,可以结合配电系统的特点,进行选择性保护,实现低压配系统的可靠运行。而且,在短路延迟选择性保护中,应该针对低压配电系统的运行特点,创新选择性保护技术,实现保护低压配电系统的安全、稳定运行,推动电力企业的持续发展。
        参考文献:
        [1]李融,郭凡.智能电网背景下继电保护新技术的研究[J].工程技术研究,2017(03):34+48.
        [2]张媛,惠蓓.基于智能电网的继电保护技术探讨[J].科技与创新,2016(10):145.
        [3]王小良.智能电网继电保护技术研究[J].中国新技术新产品,2015(07):19-20.
        [4]薛艳霞.基于高压电网的有限广域智能保护的研究[D].山东大学,2014.
        [5]江新强.浅谈智能电网背景下的继电保护新技术[J].企业技术开发,2013,32(23):95+99.
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