智能变电站及改进继电保护系统的措施陈丽婷

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月第4期   作者:陈丽婷
[导读] 隨着科学技术的快速发展,自动化技术在变电站中也得到了广泛的应用
        摘要:隨着科学技术的快速发展,自动化技术在变电站中也得到了广泛的应用。智能变电站是未来变电站发展的必然趋势,而变电站作为电网系统不可或缺的组成部分,对系统的稳定运行及电能的稳定供应有着重要的影响。继电保护是智能变电站运行过程中的重要工作内容,虽然目前已引起人们的注意,但还存在很多问题。本文主要先对当前智能变电站继电保护过程中存在的问题进行分析,进而探讨相关的优化改进策略。
        关键词:智能变电站;继电保护;优化改进;策略探讨
        电力企业是国家的基本能源单位,其运行质量直接关系到电力的生产和日常使用,信息技术的不断升级促进了智能电网的建设。作为智能电网的重要组成部分,智能变电站很可能受多种因素的影响,并受到各种风险因素的干扰。有必要对智能变电站继电保护维护过程中可能存在的风险进行评估,并根据现场检修情况和继电保护装置的具体运行情况编制风险控制,来提高智能变电站的运行效率。
        1智能变电站继电保护系统的基本组成
        1.1电子式互感器
        随着科学技术的发展,数字信号、光电子处理技术也在不断的发展,他们的发展不仅促进了电气测量系统逐渐趋于数字化,同时在变电站的数据采集之中也有广泛的应用。依据是否需要向传感头提供电源,可将电子式互感器分为无源型与有源型,其中有源型电子式互感器的重量轻、且体积小,可使变电站的占地面积减小。因为没有采用油绝缘,所以避免了爆炸、火灾等事故。
        1.2合并单元
        合并单元是随着电子式互感器而产生的,是间隔层功能下放到过程层中的产物。在智能变电站保护系统中,合并单元是非常重要的环节,它有效避免了保护装置与互感器之间复杂的接线工作,使物力与人力成本有效降低,同时也保证了二次设备之间数据共享的实现。
        1.3智能终端
        智能终端的产生就是为了满足对断路器的智能化控制与实时状态检修。作为一次设备智能组件的智能终端,其主要功能包括:(1)将断路器的实时信息传送到站控层或是测控装置,并保证远方监控中心及工程师站能够对断路器的运行状态进行实时接收;(2)对保护装置中传来的跳合闸命令进行接收,然后通过接收到的命令来对断路器进行分合控制。
        1.4交换机
        在智能变电站中,交换机是非常关键的一部分,并在智能变电站继电保护系统信息流上也是一个非常重要的环节。交换机在数据传输过程中的主要功能就是对可靠的信息通道进行有效建立,为给数据帧有效的交换提供便利而对网络流量进行控制,此外为给管理交换操作提供便利,使局域网内信息的有效传递得到有效保障,交换机还可以通过地址学习的过程中对交换地址表进行构造与维护。交换机不仅是通信网络的核心设备之一,同时也是智能变电站的中枢神经。
        2智能变电站与传统变电站继电保护配置对比分析
        传统变电站的测控装置、保护装置等一般都是使用二次电缆和一次设备、传统互感器连接在一起。整个二次系统网络都是根据间隔层以及站控层实施分层;其中,间隔层设备以测控装置、保护装置为主,并辅以各种稳控与仪表装置。传统电磁式互感器与传统一次开关以及刀闸等使用借助大量电缆分别把模拟量信号以及开关量信号发送到间隔装置中。各间隔层设备都是独立运行并收集相关信号。而在传统变电站自动化系统中继电保护的主要弊端在于:①配置多实行固定模式,缺乏灵活性;在传统的变电站中,二次设备的正常运行需要得到大量电缆的支持,并充分利用空触点,同时将模拟信号当作关键载体,实现信息的交换,这就导致单次传输的信息量较少,不够灵活,却安全性能得不到有力保障。除此之外,接线的改接难度较大,一点点的设计改动需要将大量接线重新进行铺设,不仅工作量大,而且施工作业难度高。②传统变电站自动化系统的结构十分复杂,且供电的稳定性与安全性不高。在传统变电站中,远动装置、测控装置以及二次保护装置等通常都需要借助小规模的电磁模式或者集成电路实现日常运行,同时不具备自检功能,结构相对复杂,运行的可靠性亟待进一步提高。


        3当前智能变电站继电保护实际运行过程中存在的问题
        (一)设备接口连线不合理,光线联系不稳定
        变电站的设备数量较多,不同设备的接口终端也较多,并且在实际的运行过程中,同一段间隔的SV插件采样和GOOSE设备之间的接口连线须连在不同的设备之间,这不仅给实际操作带来了难度,而且还加大了设备接口连线连接的不合理性。此外,保护装置、合并单元以及智能终端之间的光纤联系终端或不稳定也是常见的问题,主要原因有外力原因(如硬物挤压)导致保护装置与智能终端之间的光纤损坏,或者保护装置的SV插件或GOOSE插件损坏。SV插件的采样值、GOOSE插件的开关量需要不间断的、实时大量运输,因此对插件的质量要求较高,当插件出现质量问题或是出现损坏时都会对继电保护装置造成影响。
        (二)合并单元、智能终端故障
        在智能变电站中,合并单元、智能终端并不是只对应一个保护装置,也会存在一对多的情况。例如:当某条线路上的合并单元出现损坏时,与之对应的保护装置也会停止运行,与此同时,与其有联系的母线上的保护装置也会根据线路检修的运行方式来选择终止保护功能或是其他。
        (三)硬件及室外装置老化
        现阶段,有些智能变电站由于投运时间较早,因此会出现硬件及室外装置老化的现象。如一些合并单元、智能终端的稳定性和准确性较差,无法满足电网系统的运行要求。此外,室外装置老化主要表现在智能控制柜出现大量积尘或出现锈蚀的现象,这些都加速了设备的老化。
        4智能变电站继电保护的优化改进策略探讨
        (一)合理设置设备接口连线
        在进行设备接口连线的设置时,应确保同一段间隔的SV插件采样和GOOSE设备之间的接口连线在不同的设备之间进行,并对相关插件的质量严格把关。此外,在智能变电站中,除了一些就地化配置的合并单元、智能终端与一次设备之间仍然使用电缆之外,其他的应使用光纤电缆代替,并做好电缆的维护工作,防止齐备污染和损坏。
        (二)做好继电保护装置版本及软压板的校对工作
        在优化改进智能变电站继电保护的过程中,应做好继电保护装置版本的校对工作,以确保设备的硬件和软件版本是否为国家电网系统检测的版本,如若不是,则应及时上报更改。此外,还应加强机电保护装置软压板的校对工作。在智能变电站中,除了置检修状态这一功能使用硬压板外,其他的都应改为软压板形式,并增加SV接收软压板。在此之前,应认真核对软压板的正确性,从而实现继电保护装置的稳定运行。
        (三)加强相关规章标准的规定
        智能变电站应在实践过程中不断加强对相关规章标准的规定,如技术标准、继电保护设备软件开发框架标准的制定等,从而为设备的卫华和更换提供便利。
        (四)做好SCD、CLD以及交换机VLAN划分文件等的管理
        SCD、CLD以及交换机VLAN划分文件等同于原来的二次图纸和设备之间的虚拟联系设置,其可为智能设备之间的整体配合提供保障,因此相关人员应积极做好SCD、CLD以及交换机VLAN划分文件的管理工作,并积极做好设备硬件升级备份相关的记录,从而为后期的维护工作提供便利。
        结语
        智能变电站是智能电网系统建设过程中的重要组成部分,继电保护技术是智能变电站中的核心技术,对智能变电站的安全、稳定运行有着至关重要的作用,在新形势下,相关人员应积极面对当前智能变电站继电保护实际运行过程中的问题,并积极采取相应的措施进行优化改进,从而有效保证设备和工作人员的安全,并为智能变电厂的安全、稳定运行提供保障。
        参考文献:
        [1]李伟.关于智能变电站继电保护技术优化探讨[J].中国新通信,2016,18(16):49.
        [2]喻启俊.解析智能变电站继电保护系统可靠性[J].通讯世界,2016(18):175-176.
        [3]韩海山,王莉.关于智能变电站继电保护技术优化措施探讨[J].科技创新与应用,2017(3):198.
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