摘要:而所谓的二次设计,其实指的是整个智能变电站设计的后半部分,它的好坏对整个变电站建成之后的质量有着直接的影响,故而在进行智能变电站的电气二次设计时,应当全力以赴。本文对电气二次设计对保护动作可靠性的影响进行分析,以供参考。
关键词:电气二次设计;可靠性;影响
引言
想要对智能变电站中有关电气二次设计的问题做一个简单的研究,首先要对相关的概念产生了解。所谓的智能变电站,其实就是以电子化、信息化的智能设备,来进行变电站日常数据的收集、分析与整理,甚至代替人工进行测量、保护与实时监测。
1继电保护设计
继电保护措施是否得得当直接影响电网运行的安全性,同时继电保护措施及设备应具备足够的可靠性和灵敏度。测量元件,逻辑元件和执行元件是继电保护系统中最重要的三个部分。继电保护通常包括元器件的继电保护和系统继电保护两方面,继电保护装置的基本职责包括以下三方面,首先,继电保护装置应在电网运行过程中及时判断其工作状态,在故障发生的第一时间,将与之连接的设备切断,尽可能的控制事故范围,同时保证电力系统中的其他环节不受影响。其次,实时检测电气原件的工作状态,对于工作异常的原件,借助于告警装置,通知值班人员和维护人员前来处置,降低电力系统维护时间。最后为提升继电保护装置的可靠性,可在原有基础上设计一套双重配簧,其中切断电路的自动化操作程度。
2电气二次设计要点
以往来说,智能变电站在二次电气的设计过程中,所涉及到的通信架构和通信协议也是不一样的。103通信协议更适合站控层网络,103采用传统的功能设计形式。另一方面来讲,通信协议也会具有一些不够完善的点,例如系统运行的过程中,这套通信协议的缺点就会展现出来,其核心特点主要应用于一些成本比较低的变电站系统中。IEC61850作为通信协议的另一种选择,在实现上具有很大的优势,但其缺点是需要大量的人员。进程层网络协议更适合于第二层网络协议,因为后者采用FT3帧格式,具有实现性能高、传输时延固定等诸多优点。此外,还有IEC60044-8通信协议的形式。对于这种通信协议的使用,主要是针对对象的设计,使智能变电站更加完善。然而,这种通信协议在使用时有很大的局限性。例如,传输时延不能固定,稳定性差,成本也高。
3二次接地与抗干扰能力设计
3.1二次接地系统从类别上的形式
(1)工作接地。工作接地的主要作用是维护系统的安全运行,常见的110千伏电力系统中使用的中性点接地即为工作接地的一种方式,目的在于提升电力设备的绝缘水平。(2)防雷接地。防雷接地主要针对雷暴及雷电对电力系统造成的危害,主要的手段是安装避雷针等避雷设备,配备高性能接地装置,在雷暴发生时,将电能引入地下。(3)安全接地。安全接地的主要目的在于保证工作人员和周围人员的人身安全。现实应用中影响二次接地质量的主要因素,包括电磁干扰、误操作干扰,射频干扰和雷击干扰等。
3.2设计
通常情况下,在保护电流互感器的绕组中仅设置有一点接力,接地点设置在中心点位置,为提升其抗干扰能力,应保证保护电流互感器与其他回路相对独立,并在开关一侧设置接地处理。一旦一次绕组被击穿,设备与接地线之间的距离将会缩短,这种情况下限制高压会被当做最有效的值,传入二次回路中。在一次和二次回路之间存在于多组电流互感器,并且互感器之间相互联系,建议将互感器的二次绕组中心点进行并联处理。
除此之外,建议将电压互感器的二次绕组设置在控制室内,采用一点接地方式提升接地能力,并平衡二次绕组的负荷,平衡负荷的主要目的是抵消不平衡负荷引发的零序电压。应格外注意的是,此处的铜缆连接方式应采取焊接的方式,提升保护装置的接地性能。
4电气二次设计对保护动作可靠性的影响分析
(1)电气二次系统包括的内容较多,主要包括保护装置、测控装置、自动化装置、通信设备、电力监控系统、故障录波装置、保信子站等,各套不同的系统相互之间进行配合,保证变电站的安全稳定运行。每一套二次系统的设计质量,都会对变电站的运行产生一定的影响,本文主要分析二次设计对保护动作可靠性的影响。在保护的配置方面,对于主变压器的保护,应同时配置电量保护和非电量保护。对于线路保护,根据线路的电压等级的不同,所采用的双套保护类型的选择方面也有所不同,对于负荷线路,一般采用电流保护即可。对于电压等级较高的输电线路,则需要采用光纤纵联差动保护,以提高保护动作的可靠性。继电保护中包括的保护类型较多,基本的原理都是通过判断在出现故障前后之间的电气量的差别,如电压的差别、电流的差别或者相角的差别。对于过电流保护,电流增大是在故障点与电源间直接连接的电气设备上的电流增大,此时若达到了保护装置的动作值,则保护装置可以动作。对于电压保护,电压降低是系统故障相的相电压或相间电压会下降,而且离故障点越近,电压降低越多,甚至降为零,同样若达到了保护装置的动作值,则保护装置可以动作。(2)在保护的数量配置上,应该根据变电站的电压等级和相关的二次设计规范进行合理的保护配置,主保护和备用保护都必须具备。此外,变电站中的合并单元和智能终端所采集到的信息是否准确全面,也对对保护动作的可靠性带来较大的影响。合并单元的作用是采集多路采样值信号,经同步和合并之后对外提供采样值数据,一般用来采集变电站运行中的模拟量数据。智能终端可以接受下发的遥控指令,一般为离散信号。加强一次系统和二次系统连接点的设计,对于保证保护的可靠动作也具有关键的作用。同时,电力监控系统应能保证对二次系统中的各个信号准确采集,系统的遥控、遥测和遥调等功能能够可靠使用。
5电气二次设计常见问题的解决措施
倘若装置接口的规格不统一,那么极有可能使得整个二次设计流程在施工设计图完成后的施工过程无法顺利进行。为了使得这个问题得到顺利的解决,应当在施工之前的施工招标设计图纸的绘制中,格外注意装置接口的规格标注。事实上,有关装置接口的规格,国家电网并不是没有统一的标准。在电子商务的网络平台上,对于很多经常使用的装置规格都有统一的标准。因此相关部门在进行施工招标图纸的设计时,完全可以参考平台上的装置参数来进行标注,以免在施工材料与设备全体准备妥当,即将开工只是,发现装置接口的规格不统一。
结束语
在进行变电站电气二次设计时,对于通信协议的正确选择是十分关键的,以及整体系统的网络架构也要合理,适配整个变电站的需求,应当给予足够的重视。经济和技术的发展为智能变电站的发展提供了基础。同时,在确保设计规范的基础之上,要确保整体系统的质量完善,相关的作业人员首先要熟悉和掌握电气二次设计的重点核心,并充分采取设计质量控制和预防措施。通过以上的缜密设计和注意事项,才能设计出具有突出优势的项目,为智能变电站的发展提供保障。
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