电力系统中智能变电站继电保护技术分析

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年15期   作者:徐蒙福 李小飞 杨治奎
[导读] 作为电力系统的重要组成部分,智能变电站的建设数量与规模正在逐渐扩增

         徐蒙福 李小飞 杨治奎
         国网安徽省电力有限公司检修分公司?安徽省合肥市 230000
         摘要:作为电力系统的重要组成部分,智能变电站的建设数量与规模正在逐渐扩增,这也是现代化进程中的重点。由于其系统运作模式更加复杂,而且所用设备与元件等十分先进,这也给继电保护工作带来了较大的困难。如果依旧沿用传统的继电保护模式,将难以保障智能变电站的良好运行效果。因此,应该对其进行创新与优化,使其能够有效维护智能变电站的安全稳定,防止重大电力事故的发生。随着电力行业市场竞争的加剧,继电保护技术的改进能够创造良好的经济效益与社会效益,促进其竞争实力的增强,满足其可持续发展的需求。
         关键词:电力系统;智能变电站;继电保护技术
         引言
         随着信息技术的高速发展与进步,智能化变电站建设规模逐渐扩大,通过加强智能变电站的建设,能够进一步提高电力系统的供电安全性。在智能变电站建设环节,需要运用多项技术与设备,有效提高系统的安全管控水平,确保变电站的可靠运行。
         1 概述
         随着经济的高速发展,人们的生活水平提升非常快,对电力的需求量不断增加,对供电质量也有了比较高的要求。在变电站运行的过程中,通过继电保护设备的运行,可以进一步提升变电站运行的可靠性,但是其中继电保护二次回路在实际运行过程中,往往出现各种隐患问题,需要及时进行排除。
         2 智能变电站特点分析
         2.1 网络交互性突出
         智能变电站具备良好的网络交互特点,能够提高电力系统的数字化水平,实现自动化管控。在数据传输层面,变电站不但能够满足数据处理要求,而且可以实现智能传输,通过和传感器装置稳定互联,针对变电站内部的各项数据信息,进行快速交换。
         2.2 信息实现数字化采集
         智能变电站具备良好的数据采集功能,能够确保一次系统与二次系统安全连接,显著提升系统测量数据的精确性。技术人员通过利用光电式互感器,实现数据信息的快速采集,有效提高数据信息应用效率。
         2.3 分布式系统
         在智能化变电站之中,由于包含了大量的数据信息,各项设备与配置,需要采取不同的配置模式,技术人员通过运用CPU方式,对系统进行层次化控制,采用分布系统,提高整个系统的安全性。在分布式系统当中,各项配置能够独自处理各项数据,显著提高数据的采集效率与处理效率,减少数据资源的浪费。
         3 智能变电站继电保护技术的问题
         以传统变电站为基础建设智能变电站,通常是采用扩建或者改建的方式,其存在较多的设备与较大的资源消耗,限制了其智能化水平的提升。往往受到技术与设备因素的限制,导致智能变电站的实际应用效果难以达到预期。智能化连接在站内设备端口中的应用还不够普遍,由于未能对线路与设备标准统一性进行控制,也会在应用中出现不兼容的问题,导致系统运行安全性受到威胁,同时阻碍检查工作的实施。由于存在较多的电力设备,因此对于接口终端连线的要求较高,这会在一定程度上增大工作人员压力。


         4 电力系统中智能变电站的继电保护设计优化
         4.1 加强过程层保护
         对于过程层而言,继电保护的主要对象包括母线、配电线路、变压器等等,具体加强措施如下:第一,当继电保护系统中出现大范围的波动时,工作人员应通过稳定定值来达到稳定电力系统性能的目的,但是由于智能变电站中有很多一次设备的存在,因此工作人员应在对过程层开展继电保护工作时格外注重对一次设备开关与其他硬件的分离作业,从而更好地完成对站内配电线路和系统母线的保护工作;第二,工作人员可以采取多段线路分别保护的方式来完成对站内变压器设备和系统母线的继电保护工作;第三,智能变电站在进行数据采样作业时,工作人员可以对其数据信息进行实时性的调整,确保最终所获取的采样信息具有交高的可靠性。
         4.2 优化系统设计
         从设计的层面上来看,继电保护系统中冗余的设计会在一定程度减少继电保护系统的错动问题或拒动问题等相关问题,从而提升系统的可靠性,这也是设计人员提高继电保护系统可靠性的重要方式之一,具体优化可从以下两个角度考虑:第一,在继电保护系统的设计中引进数据链路层技术,优化系统的实时监控性能,提高系统保护的高效性;第二,电力市场上比较常见的变电站网络结构有三种,一种为总线结构,该结构可以可减少接线长度,但冗余性较差,时间长度要求较高,另一种为环形结构,任何位置都可进行接线,冗余性较好,收敛时间常,对系统重构会产生较大的负面影响,还有一种为星型结构,冗余性差,几乎无等待时间,可靠性低。设计人员可以结合继电保护系统的具体情况进行合理地优化设计,选择一种结构或者几种结构相互组合,使其能够在后续的实际应用中发挥出最佳的作用效果,从而进一步增强继电保护的可靠性。
         4.3 实时性优化
         实时性是智能变电站继电保护的基本特点,时延问题容易出现在交换机和合并器链路传播的过程中,这会对保护结构的设计工作产生较大影响。因此,智能变电站数字化互感器的传输受到干扰,出现传输误差加大的问题。多种因素都会导致数字式互感器采样值传输出现抖动,其中交换机和合并器的转发影响最大,应该对其进行合理优化,实现对误差的有效控制。合并器在完成采集器传输数据信息后,排队处理以及接收采集器通信阶段的等待问题,会引起较大的时延。此外,系统交换机的性能也会产生影响,在进行优化时应该针对上述几个方面进行处理。
         4.4 加强变压器可靠性
         加强变压器可靠性有利于维护继电保护系统的稳定运行,具体措施如下:第一,工作人员应确保变压器处于正常运行时的电压与额定电压保持一致,避免因电压过大而引发故障问题;第二,工作人员可采取分布式的方法来完成相应的变压器设备配置工作,这样可以有效地分散变压器在实际应用时所承受的压力,减少因局部压力过大而产生的系统故障问题;第三,对于部分企业而言,分布式变压器配置过于复杂,此时工作人员可以自身企业的实际情况将分布式配置和集中式配置相结合,在分散变压器压力的同时还可以降低电力系统的复杂程度,从而进一步优化继电保护系统。
         结语
         智能变电站在当前电力行业的发展中起着关键作用,是促进我国电力建设朝着自动化与智能化方向发展的基础。在其运行过程中,应该加强继电保护技术的合理运用,增强变电站的运行安全性与稳定性,防止出现严重的故障问题。
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