智能变电站及改进继电保护系统的措施董春莹

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:董春莹
[导读] 智能化的普及使得我国也在相关方面去进行研究,成果也是喜人的
        摘要:智能化的普及使得我国也在相关方面去进行研究,成果也是喜人的,就在预计在2020 的时候也将完成智能化电网的全国性铺设。电网的意思大家都懂,那么这个智能化又是智能在什么方面,又是怎么去做到这个智能的呢?随着现代科技的发展,各行各业的进步都在和网络智能连接在一起,电网的进步自然也是不例外,智能化电网就是利用通信网络、计算机编程技术等集成了一个新型智能化新发明,具有着现在稳定电网所不具备的诸多优点,在节能与环保上更是有了不小的进步。目前智能变电站的建设就是为了智能化电网所铺设的基石,智能变电站如其名,是结合了现在的网络技术在以往变电站上所增加了智能化管控等功能。
        关键词:智能变电站; 继电保护系统措施;
        随着经济建设的不断发展,智能变电站继电保护系统得到全新的改进。智能变电站继电保护系统在结构和内涵上不同于传统的变电站,其工作的安全可靠性对智能变电站安全稳定运行具有重要作用。
        一、简述
        智能变电站最具备经典意义的一类结构就是“三层两网”结构,基于此,在智能变电站运行过程中,站控层所占据的位置非常重要,是具备抽象性且最高等级的管理层,也是其中重要的控制中枢,其主要通过网络通信、对时及战域控制等能力对智能变电站目前的保护情况及控制装置运行现状实施状态及信息方面的采集及交换措施,并对该部分信息实施分析判断,并传输相应的管理信号,如闭锁、跳闸等等。其次,间隔层主要作为智能变电站的一个重要过渡层而存在,主要代表了设备之中的二次设备,如继电保护装置、监控测量装置及安全保护装置等等,从根本上实现对智能变电站整体运行过程实施针对性维护及安全保护措施。间隔层的主要作用就是将站控层与过程层联系在一起,确保站台发送的间隔数据能够作用于间隔一次设备上。最后,过程层包含了不同种类的电子式电流互感装置、电压互感装置、开关、智能关闭装置及终端等,其主要任务就是完成变电站的保护装置及测控装置的运行状态及信息采集,并经过针对性处理之后,将信息经过处理后传送到过程层。
        二、存在的问题
        继电保护系统存在的问题,主要体现如下:(1)开关保护设备选择配合出现错误,从而出现越级跳闸现象。目前,负荷密集区建立开关站的应用越来越广泛,采取从变电所到开关站再到配电变压器的供电方式;(2)在某出线短路情况下,保护装置出现拒动的现象,可能会导致事故严重化,并会通过后备保护延时跳闸;(3)在任何一段母线发生故障的情况下,如果处于母线并联的情况,那么将会引起两段母线全停的现象;(4)在运行方式出现改变的情况下,会导致“四性”产生不同程度的更改,从而引发误动现象;(5)定值整定计算出现错误问题,导致继电保护系统存在安全隐患;(6)安装人员无法遵循正确的设计标准,进行正确的接线和接线,或者运行人员在电网操作中出现误差等。据相关文献表明,在220kV 系统中,人为因素故障发生率约占总故障的40%左右。
        三、智能变电站改进继电保护系统的措施
        1.过程层中的继电保护。在这个阶段中,需要对迅速跳闸的系统性功能上予以实现,对母线、变压器、输电线路等设备实施保护,进而将电网运行的风险降低下来,对电网调度系统的安全上给予一定的保护,对系统的主要保护功能上要重点的去把握,对系统保护的设备和装置上进行简化。通常来讲,有较小的波动性存在于主保护定值中,在电力系统具体运行发生了变化之后,它也不会改变,对电力系统的稳定运行上能够予以实现。但是因为大量的应用一次设备,在保护中,在设计开关时一定要同硬件分离,对相对的独立性上予以保护,进而对母线的保护和输电线路的保护上予以实现。

在电网中输电线路是其中的重要组成部分,保护输电线路,对纵联差动和纵联距离上进行使用,当做主保护,在集中的保护装置中安设后备的保护。主线连接单断路器,利用对侧线路保护装置通信和主保护的光纤通信口对输电线路的纵联保护上予以实现。在连接断路器的时候,在有关的数据中可以将电压串联上去。在分析中依据纵联差动原理,在保护装置当中,对线路的电压量上不用进行考虑,可以独立采样电压量,在电流量的采样中将系统主保护通信接入进去。所以,就相同的输电线路而言,对于独立采样可以利用不同的开关电流给予实现,在调整时用主保护的通信口予以实现,进而综合的把握系统电流。可以用一个多端的线路保护来定义智能变电站中的变压器保护和母线保护,在对站内保护装置同步采样进行实现中,也要对线路保护的同步采样解决方式上进行使用。在采样时,在变电站主站采样的基础上,实施调整,对采样数据的适用性和可靠性上予以保证。
        2.间隔层中的继电保护。需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中,集中的配置后备保护,后备保护系统将后备设备的保护和开关失灵的保护为变电站提供出来,同时,还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线,在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障上进行判断,进而将有效的跳闸策略制定出来。此外,将等级集中配置在全站的全部电压中予以实现,对技术上以便实施的进行调整,对电网运行的具体情况上予以适应。并且,可以在电网运行具体情况的基础上,将几套运行方案事先设定出来,进而有效的分析站内的电网系统,将最佳的运行方案选择出来,对智能变电站的继电保护上予以实现。线路保护类似,变压器高、中、低压侧合并单元得到的电流电压信号直接送至SV 网络和变压器保护装置,变压器保护装置不从SV 网络取数据,进而实现了信号的直接采样功能;变压器高、中、低压侧的智能终端除了连接GOOSE 网络外,直接与变压器保护装置相连,实现方案上,保护装置直接通过智能终端跳闸.主变高中低压侧智能终端宜冗余配置,主变本体智能终端宜单套配置;主变本体智能终端宜具有主变本体/有载开关非电量保护、上传本体各种非电量信号等功能。
        3.发展策划。近些年来,智能变电站在电力系统中不断应用,并且有着非常广阔的发展前景,因此,将越来越高的要求抛向了继电保护的信息化和智能化上。在电网运行需求的前提下,继电保护一定要对信息化和智能化的保护措施上予以实现,在继电保护中,需要对现代的科学技术充分的进行使用,对继电保护智能化系统上利用高性能的计算机予以实现。此外,继电保护的数据发送和数据采样规定继电保护网络化建设要更快的去发展。因为对继电保护出口跳闸和别的重要信息可以用GOOSE 网络来传递,有着很大的作用存在于继电保护中。
        现阶段,继电保护技术逐渐实现智能化,促进了我国电力系统的可持续发展。在智能变电站建设的不断发展中,需要不断健全优化相应的技术管理体系,才能保证继电保护系统的提高,从根本上维持整体电力系统的稳定高效运行。在科技不断进步的当今时代,继电保护系统出现日新月异的改进,但是存在的继电保护问题依然比较明显,为了更加完善智能变电站的继电保护系统,在加强监督和巡视调的同时,还需要采取更具有可行性的改进措施,不断引进先进化、数字化的技术来提高继电保护系统的准确性,切实维护整个变电系统的正常
运行,从而促进电网的健康稳定发展
        参考文献:
        [1]张明辉,蔡泽祥. 基于OPNET 的智能变电站继电保护建模与仿真[J]. 电力自动化设备. 2019(05):59.
        [2]周仕俊,姜涛,王定刚.智能变电站关键设备介绍及继电保护系统探析[J].机电信息,2019,12(24):13-15.
        [3]夏春,刘欢.变电站继电保护系统数字化技术应用分析[J].电源技术应用,2017,11(24):100-102.
       
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