智能变电站继电保护及自动化系统的研究黄超

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2019年第22期   作者:黄超
[导读] 电力系统能够安全、稳定输送是以继电保护作为重要设备的,这对监督和检测电力系统的运行状态有至关重要的作用,可以推动我国电力系统的智能化、自动化的实现。
        摘要:电力系统能够安全、稳定输送是以继电保护作为重要设备的,这对监督和检测电力系统的运行状态有至关重要的作用,可以推动我国电力系统的智能化、自动化的实现。
        关键词:电力系统;继电保护;关系
        引言
        为了保障电气自动化系统的稳定性和安全性,需要有超高安全保障的继电保护。电气自动化系统中的继电保护装置能够在电气系统出现问题时及时进行故障反馈和关闭故障部分电气自动化系统,确保系统的安全,避免故障进一步延续。因此,提高继电保护装置的安全性和稳定性十分必要。
        1继电保护装置作用原理
        继电保护装置作用原理主要涉及到以下方面:当电力系统发生故障时,通常其工作频段的电气量会发生以下变化:其一是电流会变大,短路会造成故障点和电源之间的电气设备以及输电线路内电流负荷超过额定范围。其二是电压会减小,通常越靠近故障点其电压降低幅度就会越大。其三是电流和电压的相位角以及线路阻抗会发生变化。而继电保护装置可以根据电力系统中的电气量变化,而判断出线路故障,从而及时触发报警系统,向工作人员发出报警信号。在这个过程中,继电保护装置最重要的功能是要能够正电力系统的异常运行到底是正常状态还是确实属于运行故障,而且还要能够准确辨别故障位置,这样才能给电力系统维护人员提供可靠的数据参考依据,从而提高维修效率和维修质量,最大程度降低安全事故损失。而故障识别功能的实现就是靠区分电力系统中的电气量变化特征得以实现的,整个故障判断和保护过程基本上都是由计算机程序来控制,具有很高的自动化水平。
        2电力系统自动化简单的结构
        优化电力系统的结构可以将整体的布局进行改善。这是由于的整个系统中连接着很多的舍不得,不能对每一个设备的运作状态加以准确测量和控制以及调节,继而会使得设备不能发挥出其自身的作用。而通过自动化改良,能够推动电力行业发挥和进步。(1)一体化的操作。对系统的一体化操作可以简化对系统的控制,便于智能操作。况且一体化的控制也符合当前社会对电力系统自动化的需要,更利于把继电保护使用到供电系统中,给继电保护的使用提供一个很好的运作环境。(2)多样的功能。电力系统的为了的发展一定会向着功能的多样化而去的,提升在变电和输电中的检测力度可以使得电能的配给和调控变得更为科学的,让那个总系统可以更为安全、稳定的运行。(3)智能化。计算机的迅猛发展,推动了电力系统向着智能化的发现开发,而系统的正常运作能够为其在发电和输配电上提供很好的保障作用。而以往使用人工的工作方式,不仅效率低,且不能保证准确性和安全性。通过改良使用了计算机智能控制后,进过各种代码有效完成在设施运行总的控制操作,提升工作效率,减少了事故的发展概率。
        3电气自动化系统继电保护的安全技术应用策略
        3.1设备安装管理环节
        第一,对第一次安装的继电保护装置,安装前专业技术人员要全面检查继电保护器,进行相关功能安全性测试,只有符合标准的继电保护器才可以进行下一步安装。第二,继电保护器的安装应按照安装标准进行,在安装环节结束后,相关技术工作人员要测试设备运行情况,测试合格才可投入使用。验收时的注意事项:验收装置时应当测试继电保护器使用的安全保障技术,多次检验其抗干扰装置,确保其能保障电气自动化系统安全运行。


        3.2优化安全技术机制
        为确保电气自动化内部继电保护稳定运行,应结合实际情况进行具体分析,完善相关安全技术机制,处理好安全控制问题,减少电气自动化设备在运行中出现故障的次数。首先,要注重电气自动化系统继电保护使用安全技术进行标准化建设,严格掌控继电保护的各个环节,密切把关,避免出现不必要的故障[7]。其次,在对智能化继电保护器软件进行升级和更新等相关工作时,要确定更新软件所需的硬件环境标准,避免因为系统设置不匹配导致系统瘫痪。此外,建立责任机制,精确划分安全管理的目标,将责任细分到每一位工作人员,避免因疏忽产生问题。
        4继电保护控制设备硬件可靠性设计
        采样系统可靠性设计模拟量采样系统作为继电保护设备中极为重要的组成部分,直接关乎保护设备是否能够正确获取一次电压、电流值,影响算法判据和动作正确性,严重时将会带来保护误动或拒动风险,因此其可靠性设计首当其冲。对于可靠性要求高的场合,保护设备中通常配置双CPU插件,主从CPU分别完成模拟量采样,实现复采冗余,且主从CPU之间交互采样数据,当一个CPU插件上采样系统异常,会判定主从CPU采样不一致,闭锁出口避免误动。硬件原理框图如图2所示。对于有些场合保护设备中只配置1块CPU插件,则由单CPU实现主采和复采,为了实现最大程度的硬件冗余,主采和复采回路的模/数转换(ADC)、参考电压、运放电源等采用双套配置。为了进一步提高采样可靠性,避免由于某个采样电路电源轨故障导致的采样数据整体出错,设计中增加了额外的采样电源轨监视电路,该电路独立于ADC采样电路,主要用来监视运放双极性供电电源、ADC芯片供电电源、ADC外部参考电压等多个电源轨是否正常,当发现某个电源轨电压异常超出设定门槛时,将发出告警并闭锁保护,可有效避免由于设备内部模拟量采样电路异常造成的误动。
        5继电保护装置维护管理
        继电保护装置维护管理对自动化变电站的运行安全同样有着不可忽视的影响,相关变电站应当对此给予足够的重视。首先,要加强对变电站设备操作人员的技能培训,设备操作者对设备的熟悉程度以及操作能力的专业度等,都会直接决定设备维护效率以及维护质量。所以设备操作人员需在继电保护装置投入使用之前,就对各类设备进行深入学习,了解其运行方式、线路特征以及程序调控方法等,以便在发生故障时可以第一时间采取正确有效的方法进行解决和处理。其次,变电站还应加强对继电保护装置的巡视检查力度,合理安排巡视班制,并且要做好相关巡视记录,以便后期发生异常可以进行查阅比对。特别是在炎热高温的恶劣天气条件下,继电保护设备容易因为外界温度过高导致设备内部运行热量难以散发,从而造成零件损坏,影响其功能的正常发挥,此时巡检人员应当根据天气变化及时对继电保护设备间的温度进行合理调节,以保证设备处于健康运行状态。再者,自动化变电站还可以充分利用自身的自动化技术优势,完善继电保护系统的远程监控以及遥测和遥调等功能,对继电保护设备进行全天候的状态监控,并设定相应的信号预警程序,以提高系统故障预判能力。除此之外,相关工作人员还要做好变电站的室外二次回路维护工作,因为经过自动化改造后,许多室外设备都增加了直流回路,加强继电保护装置对此部分接地回路的维护力度,有主语减少室外直流接地故障。
        结语、
        总之,电力系统是继电保护和发展的目标,也可以为继电保护提供所需的平台,因此也会受到继电保护的保障和制约。但是对电路故障和用电故障上,继电保护自始至终都发挥着十分关键的用处,且效果较为理想。因此我们需要合理使用继电防护方案,将其最大的功效发挥出来,以达到电力系统稳定运作的目的,推动此行业现代化的进程。
        参考文献
        [1]戚琳黉.浅谈电力系统及其自动化和继电保护之间的关联性[J].通讯世界,2018(4):129-130.
        [2]韩昆仑,黄萍.电力系统及其自动化专业背景下的高校研究生与指导教师关系研究[J].大众科技,2014(6):201-202.
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