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摘要:近几年,在电力系统的不断建设中,智能电气装备开始被广泛普及,而且与这种装备配置有关的技术也开始逐渐增多,使得现代化的智能变电站开始成为变电站的未来发展趋势。在科学技术发展的今天,这种继电保护配置在智能变电站中已经成为了十分重要的组成部分,同时也受到了人们的高度关注,因此,为了进一步提高智能变电站的有效性和稳定性,需要对变电站内继电保护系统通讯互联网、以及各种方式等内容做统一管理,所以我们对该继电保护配置的分析和研究也十分有必要。
关键词:智能变电站;继电保护;配置
一、智能变电站成为变电站发展的必然
当前智能变电站在我国发展迅猛,各地纷纷建立智能变电站来满足日益增长的电力需求,而之所以智能化成为变电站发展的一种趋势,主要基于以下几个方面的原因:
1.1随着科技的进步,信息化、自动化、数字化成为了可能,也是一种科技发展趋势,科技发展同时也在倒逼着试题进行变革,为了提升电力系统的运行效率及性能、应对不断增长的用电需求,科技也在不断运用在电力系统,尤其是变电站及其继电保护方面的科技水平在得以提高。
1.2为了提升变电站的运行效率,满足用电需求,为居民提供稳定的电力服务。这是保障人民生活水平和生活质量的重要方面,也是变电站的重要使命。
1.3环境污染带来的恶果越来越多,这些恶果使得人们不得不重视环境保护,在这种形势下,发展循环经济成为经济发展的新趋势和要求,提升变电站运行效率能够减少变电站在传输过程中的热力损耗,减轻大气气温上升带来的污染等等。
二、继电保护设计方案基于分层配置的优势
从模拟式保护到数字式保护的发展在继电保护的发展过程中占据了相当长的时间,因此即使现在的数字式保护中仍然可以看到模拟式保护设计影子的存在。在继电保护当中虽然有着分层配置的优势,但是技术等方面仍然没能完全发挥。智能变电站当中智能的一次设备、网络化的二次设备的应用,将变电站中的电力设备能够进行相互操作以及信息的共享。因此提出了分层配置的继电保护配置方案。它能够让主保护功能快速实现,而且还能够实现快速的后备保护,对于常规的继电保护存在的问题进行一一解决。
基于分层配置的继电保护方案设计中,在过程层中安排有变压器保护以及线路保护等间隔保护,它能够进行独立跳闸,不必依赖于过程层的交换机。在间隔层进行多间隔的母线保护的配置,而跳闸保护功能的实现主要是通过过程层的交换机的进行。同时在站控层中设置有站域的智能保护单元,能够保证站域的管理和保护。在变电站的继电保护中,主保护通过变压器以及线路保护来实现,而后备保护由站域的智能保护单元进行实现。分层配置的继电保护能够在继电保护的系统当中渗透进全局的信息,重新审视了继电保护的配置以及原理,避免继电保护中的主保护受到系统运行方式的影响,这种继电保护能够对故障元件进行快速的切除,系统运行方式也不会对后备保护产生影响,为电网的安全性和可靠性提供保障。
三、智能变电站的继电保护配置
对于智能变电站而言,电力系统的正常运行离不开继电保护,继电保护就相当于其保护伞,高效稳定的变电系统离不开继电保护。智能变电站包容众多设备,只有对这些设备进行有效的继电保护,才能保障整个系统的稳定运行。归结起来,这些设备可分为变电站层和过程层等方面。
3.1电站层的继电保护
为提升智能变电站的运行效率,现行主要通过集中的后备保护模式来实现。实时、在线的整定结合其自适应技术达到了智能化的运行状态,同时达到了对元件的多重防护。对于智能电站而言,继电保护都存在其选择性:①近后备保护配置,该部分主要是对电站中的全部母线及其直接出线进行有效防护,这直接关乎电站的运行。②远后备防护配置,主要防护全部母线及其直接出线之外的线路,独立的后备保护采集对整个系统的运行起着支撑作用。
3.2过程层的继电保护
对于过程层中的继电保护而言,最主要的是防护快速跳闸,这是主保护措施。智能电站运行过程中变压器以及母线的差动都需要继电保护进行及时修调,同时变压器差动、母线差动以及纵联保护等都属于比较常见的继电保护。
继电保护以主保护为保护前端,同时以后备保护作为保护辅助,二者结合来实现电站的稳定运行。在主保护能够充分起到继电保护的前提下,后备保护作为后备保护力量就会进入集中式保护设备中,以作为储备保护配置。这种常用的保护模式可以通过简化设计实现,进而使得硬件设备简化以减轻变电站设备负荷。
对于过程层保护而言,为了实现防护的稳定性,通常将整体保护的定值进行固定,这样继电保护就不会因电网运行模式的改变而轻易发生变化。线路和变压器作为变电站的重要组成部分,也是继电保护的重要环节,在电网的运行过程中,起着关键作用。
(1)线路保护
变电站的线路保护一般通过直接采样和直接跳断路器两种途径实现,与传统变电站线路保护不同的是,在智能电站下可以通过一体化集成进行继电保护,失灵保护是在GOOSE启动断路器的支撑下实现的,而重合闸功能亦是通过GOOSE实现的。
而线路保护中间隔层的主要传输通过点对点的信息传输,进而在智能终端的主导下、同时结合合并单元及保护测控装置实现各种功能的协同效应。实际运行中,一般将合并单元与测控装置集成起来,因为在集成的情况下便于数据的传输,同时利于直接采样。
(2)变压器保护
变压器作为变电站的关键设备,其防护配置是双套保护,也就是通过主、后备保护一体化进行防护配置,其中测控装置将与后备防护进行一体化配置,并能直接进行采样以分析调控变压器德运行,为变电站提供稳定的系统运行,另外,失保护的跳闸命令也可通过GOOSE接收,并以各侧断路器连接高、中、低压侧的智能终端,并连接变压器保护装置,进而达到失灵防护各侧断路器的跳闸效果。
3.3 GOOSE组网
在整个变电系统中,GOOSE在继电保护方面影响着跳闸命令和失灵防护,成为了智能变电站中的关键部分之一,所以要对之进行科学组网构建,而安全性和经济性则是组网的关键,也是影响变电站稳定高效运行的重要环节。对于智能变电站而言,母线接入方式成为了有效可行的接线方式,一般需要在在主保护层与双套线路上安装双重交换机,故还需考虑交换机与母线之间的间隔问题,在适度分散的情况下按照相应的技术标准进行分配以实现信号联系,同时兼顾单个间隔和母线保护。
母线的保护在两级交换机的共同配合下来实现的,在实际的变电站工作中,母线交换机的VLAN通过适度的间隔来划分,从而有效隔离各间隔的OOSE报文,进而实现缩短报文排队的目的,以提升交换机的运行效率。一旦出现故障,只需断开母线交换机和间隔交换机,以便于检修。
四、结语
智能变电站通过网络化的通信、数字化的新传输、共享的信息化机制实现了其智能化,极大地提升了运行效率,但其正常运行依赖于科学高效的继电保护,同时这也是未来有关继电保护的方向之一,加强继电保护的研究具有重要意义。
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