66kV数字化变电站继电保护配置及调试技术

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月第7期   作者: 张宝庆 李宏宇
[导读] 继电保护是对电力系统中的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接对故障部分进行隔离和排除的一种措施。
        摘要:继电保护是对电力系统中的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接对故障部分进行隔离和排除的一种措施。现代电力系统工作压力大、内容多、要求高,部分大型变电站影响范围广,一旦出现电力事故,可能导致大面积停电、财产损失甚至人员伤亡,继电保护的出现较好的应对了该问题,数字化变电站中,继电保护的能力更为突出,分析其配置和调试有一定的现实意义。
        关键词:66KV变电站;继电保护;调试;
        电力控制着国家的经济命脉,是生活和工作中不可缺少的能源。电力是否正常供应直接影响着工业的运行和人民的生活质量。现代电力系统是一个集合了发电,电力输送,供电等多个过程的复杂系统。随着社会经济的发展,我国的电力系统发展迅速,这就需要不断增强的继电保护系统的支持。分析了66KV变电站继电保护系统的作用,阐述了继电保护系统安全管理的重要性,加强继电保护安全管理的措施,在提高继电保护的稳定性和安全性,保证66KV变电站的正常运行。
        一、电力系统中继电保护的作用
        1.继电保护的基础作用是维持系统的安全和稳定,通常在电力系统中,每个部件都有确保其安全稳定运行的继电保护装置,当高压设备在运行中发生短路故障时,继电保护装置能够快速可靠地作用于断路器跳闸,切除故障设备,使故障设备退出系统运行,确保非故障设备的连续安全稳定运行,保证电压质量。当电气设备发生异常时,发出报警信号,通知相关人员及时进行处理;
        2.继电系统能够在电力设备发生故障时,及时将故障信息反馈给当值的工作人员,从而便于工作人员根据故障的具体信息及时做出分析和处理。一般来说,当电力设备发生故障之后,继电保护系统会自动将故障设备切除;当高压设备发生异常时,短时间内还是能够维持电力设备的正常运行,给故障诊断和事故处理预留时间,确保设备能够保持安全稳定的运行状态。
        二、数字化变电站中继电保护的配置分析
        1.常规配置方案。(1)在此方案中运用的继电保护设备等同于常规CT与VT设备,其依据保护对象的不同分别对有关继电保护装置进行了留存,比如主变保护、无功补偿电容器组保护、馈线保护等。所有继电保护的逻辑原理都保持原样,继保种类以及逻辑图也予以留存。因为常用的保护科技一路发展到现在已经及其成熟,因此在保护原理上也没有必要再进行多次实验和试运行了。(2)常规继电保护装置的交流量需采用插件来替换,以变为光纤通信接口以收集数据。此外,应运用GOOSE光纤通信接口对先前的I/O接口插件进行更换,在模拟量处理的问题上,运用通信接口代替先前的CPU插件。从而先前所有的操作插件就都能够被移到智能操作箱上,对于一些开入进行留存以作压板投退之用;另外,把开出的压板投退进行撤销,也可以让它移到智能操作箱上。(3)变电站中用一个合并单元来收集每一台主变两侧的母线电压以及电流等状态量,在收集到数据之后,此合并单元将其直接传送给继电保护装置。MU合并单元能够供给主变差动保护、录波装置和主变两侧电能表的数字接口,而剩余部分则是需要经过交换机的辅助作用才能实现。在变电站中,各个馈线和无功补偿电容器组的继保装置采取的都是独立的合并单元。此继电保护配置方案具有如下好处:保护装置的发展较为完备,在安装、运行以及维护上都较容易实现,可以作为从常规变电站过渡至数字化变电站的较好选择之一。然而,至今对于数字化变电站中智能装置的运用还不都充分,使得数字化技术没有得到很好的利用。
        2.系统保护配置方案。(1)系统保护配置通常情况下都是采用双重保护的配置方案,每一个系统相对于整个系统来说都是独立的,都可以实现变电要求,并且都具有主变、馈线以及对电容组的保护及监测功能。

在此需要强调的是,这种双重的保护配置不同于一般的保护配置,这种配置方式不再采用以往的二次谐波制动以及波形识别涌流制动,但是对保护机制有了更高的要求,每一套单独的系统都能做到主变差动并且都能够独立的完成系统的工作,每套系统都会作为主系统的备用系统。(2)变电站的主变是由双回路的线路通过MU单元连接保护系统;10KV馈线以及电容组不同于主变,他们在MU单元的基础上加增了一个交换机,并将回线分为每五回一组接入交换机,然后连入保护系统。(3)系统保护装置的监测设备和智能化控制器经过交换机与GOOSE相连接,这样就可以控制继电器的开、关。相对于其他的保护方案,这种网络接口较少,网络结构并不复杂,对带宽的要求并不高,一般100Mb/s就可以满足需求。
        三、数字化变电站继电保护的现场调试
        1.统测试仪+MU调试方式。这种调试的方法还是建立在传统的调试基础上的,都是通过测试仪来实现信号的输出,然后经过信息采集系统将输出的信号进行分析,实现对输出的信号转换为电子式的电流、电压信号,之后信息会发送至MU合并单元。这种方式可以通过继电器保护的逻辑功能来实现,对于继电保护人员来说其操作难度不大。但是该方式还是存在着一定的缺点,对于丢帧、传输乱码、等问题还没有做出相应的应对措施。
        2.全数字化调试方式。这种调试的方法是一种全新的调试方式,它需要一种新式的数字化仪器来完成整套调试工作。用数字化的测试仪器将以往的电压、电流信息转换为相应的数字化信息,用传输速度较快的光纤来作为信息传输介质,将信息传输到智能开关,对信息做出反映,然后完成整个闭环测试。这种测试过程对设备以及网络的要求极高。调试方法采用的是数字化的技术,所以不仅仅对保护功能的完整性做出判断,对丢帧、传输乱码等问题还能做出相应的测试。
        四、重视系统的接地情况
        1.继电保护装置要保持良好的接地状态,虽然大多数的保护屏接地线都符合相应的要求,并且接地线的安装位置是在保护屏的铜排纵列上,但是为了安全起见,在检查过程中,仍然要对接地情况进行仔细的查看,从而将不可预见的异常和故障准确排除;
        2.为了继电保护装置能够实现良好可靠安全的接地,需要用横截面42及以上多股软铜线连接在接地铜排上,然后利用接地电阻测试仪对保护屏的接地情况进行检测,保证接地良好,符合要求。
        3.为确保保护装置的正确动作,每一电流回路、电压回路如为公用回路,可在开关场地一点接地;如为单独保护测控回路,则必须在保护屏内一点接地且仅有一点接地;保护控制室内等电位接地铜排如非必要应选在电缆井处用两根软铜线与全站接地网一点相连。
        4.完善故障制度体系,电力系统的故障诊断和处理,需要有效的数据支持,从而对故障进行深入的分析和研究,对类似的故障进行汇总和整理,为以后的故障处理工作奠定基础。当前微机型保护装置虽然有时间和故障数据的记录,但是一些老变电站的信息和数据不够完整,不仅需要专业人员的故障信息,同时值班工作人员的故障数据也非常重要,但是值班人员并没有记录故障信息和数据的习惯。因此需完善故障制度体系,要求值班人员对数据和信息进行详尽的登记和整理,并上报给上级部门进行统计和分析。从而为故障的管理奠定制度基础,提供数据支持。
        结束语:
        总之,66KV变电站继电保护系统对整个电力系统的重要性不言而喻,因此要重视继电保护的安全管理,积极寻找有效的措施和手段加强管理工作,提高管理水平,为电力系统的稳定运行奠定坚实的基础,确保电力系统66KV变电站的安全稳定运行。
        参考文献:
        [1]刘小彦.浅谈66KV变电所继电保护的安全管理.2018.
        [2]王海生.浅谈66kV数字化变电站继电保护配置及调试技术.2019.
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