电站和变电站继电保护系统可靠性的优化方案

发表时间:2021/4/19   来源:《当代电力文化》2020年31期   作者:沈文鑫,高伟
[导读] 继电保护是电力系统安全运行最为重要的保护方式,
        沈文鑫,高伟
        国网新疆电力有限公司巴州供电公司  新疆库尔勒  841000
        
        摘要:继电保护是电力系统安全运行最为重要的保护方式,而传统的继电保护技术已无法满足电网安全运行要求。因此,基于智能电网的站域保护成为了目前我国电力技术发展的主要研究对象。站域继电保护主要是通过智能网络化的监控系统来采集站内所需要的电力运行指标信息,然后再对采集的信息进行有效地筛选和优化,从而实现继电就地化保护的目的。首先明确研究的目的和意义,然后针对站域保护的原理配置和结构特点进行详细论述。
        关键词:继电保护;可靠性;优化
        引言
        目前,我国电网已完成西电东送,进入了全国联网的新纪元。但随着经济的快速发展,我国的电力系统负荷量也逐步增大,电网结构变得更加复杂,对电力的安全运行提出了新的要求。作为电力系统保护中重要的一环,继电保护装置可以对电力故障进行详细检测,反馈出相应的故障报警信号,还可以直接将故障部分进行完全隔离或者切除等方式,对电力的安全运行进行保护。
        1变电站继电保护的工作原理
        一方面,在开展继电保护时,其主要的工作原理为当变电站在运行时发生故障后,会出现电压降低或升高、电流突然增加、温度、瓦斯的温度同时升高及运行频率降低等现象,且该现象的数值大于继电保护的额定值,进而使继电设备发出报警信号或跳闸指令。跳闸的方式通常有两种,即电流值与时间值,若该跳闸的性质为电流值,电流值上升速度越快,则跳闸的速度越快;而性质为时间值时,当故障电流值大于整定值后,在一段时间后,为了更好地保护变电站,时间发出跳闸指令,进而暂停变电站的运行。另一方面,在运用继电保护技术保护变电站的过程中,其目标也较为明确,利用该技术后,可使变电站供电变得更加可靠。检修继电保护设备时,可提升该设备的可用系数与可靠性,防止出现传统检修方式的不足,并使相关设备的寿命得以延长,进而使用户用电变得更加安全、可靠。与此同时,保护用电设备的安全也能促进相关企业的经济发展,当前,在电力系统行业内,正广泛应用继电保护技术,且相关的保护装置也可进行远程输送,技术人员可利用其数字化的特征,尽快实现系统抢修。当前的抢修方式与过去有所不同,由预知性检修替代了计划性检修,使检修的盲目性有效降低,改变了过去由经验来判断检修的方式。
        2电站和变电站继电保护系统可靠性的优化方案
        2.1变电站主要继电保护设备维护
        变电站继电保护装置应用中,与常规继电保护装置应用中存有较大差异,比如在结构中复杂性更突出,补充了通信、数据采集等多项功能。为了对故障数据信息丢失等问题集中控制,要集中做好各项数据备份处理操作。针对设备连接选取光纤,能保障信息传递更为稳定。在检查维护中要注重对基本连接现状集中检查,判定设备报警信息等。之后还要对高温、雨水、碰撞等外部环境产生的破坏作用集中控制。变电站监控系统应用是较为关键的部位,智能化发展能有效促进变电系统无人监控,对数据信息精确性具有较高要求。当前要注重做好监控设备运行维护,还能保障监控系统长期稳定运行。比如在变电站运行中选取DL/T860标准通信,在维护管理中,要注重做好SCD有效配置,对数据信息变化进行集中检查。在变电站运行中交换机属于重要组成部分,对继电保护设备稳定运行也有着较大影响。所以当前在日常维护中要注重做好多项检查与校验操作。首先,基于电力系统通用标准对交换机运行配置以及整体参数集中核对,确保交换机运行中能有效满足通用标准要求。此外,要注重对交换机基本运行速率、镜像功能进行检查,能保障多方面功能可以稳定运行,实现多项通信有效交互。


        2.2线路保护配置方案
        为站点中的出局线路配置线路主保护,并根据系统操作模式在必要时配置相应的主保护。根据国家电网有限公司变电站的相关技术规范,线路保护所需的合并单元和智能终端均统一配置。通过“点对点”布线和“直接拾取和跳跃”模式在现场配置保护,以实现保护。保护测控装置直接连接到合并单元和智能终端,以获取电压和电流的实时监控数据;保护插座直接与智能终端相连,实现跳闸功能。电流和电压采样信号由合并单元调制,然后上传到保护设备和SV网络。采样信号调制过程在此间隔内在合并单元中完成,这减少了保护单元的信息处理工作量,同时避免了由网络延迟引起的错误。受PT合并单元出口数量的限制,当线路保护间隔较大时,可以通过SV网络获得相关的母线电压信号。尽管此方法略有延迟,但其误差仍在可接受的范围内。主保护动作信息和断路器状态信息通过GOOSE网络上传。
        2.3改良设备元件
        基于变电站继电保护系统中合并单元元件的特殊作用,通过改良合并单元元件利用方法,可以有效提升系统运行的可靠性。通常而言,继电保护系统中的合并单元会与电子互感器共同完成信息采样工作,但为了增强合并单元的可靠性,就需要在继电保护系统的每一个信息采样环境再加入A/D系统,通过同步输出多个采样值的方法,增强继电保护系统的可靠性。此外,还可以通过提高系统当中交换机元件的冗余度以及光缆线路元件可靠性的办法,增强变电站继电保护系统的可靠性。事实上,变电站继电保护系统的可靠性受到交换机稳定性和光缆线路安全性的影响,只有通过对继电保护元件的日常保护,才能最大限度的提高变电站继电保护系统可靠性。
        2.4异常运行状态下的维修处理
        针对信号转发网络设备故障维修,对于此类故障问题,主要是基于网络图数据资料进行资料分析,从相关数据资料中能有效获取多项信息内容,判定故障具体发生位置,整合故障产生主要原因,之后选取针对性处理措施。在此类故障问题有效排除中,要对故障影响覆盖范围进行控制,做好网络运行结构分析,拟定针对性故障控制措施。对于智能终端故障维修,其中各类智能终端设备应用主要是用于变电站设备跳合闸控制中。其在运行中产生故障问题,将会导致变电站设备跳合闸处于失控运行状态,难以对变电站系统提供针对性保护。当发现变电站各类设备跳合闸处于失控情况,则能有效判定故障发生位置在智能终端。为了能对系统运行安全性集中控制,要注重退出智能终端出口板,保障设备跳合闸稳定运行。之后找寻智能终端问题产生原因,促使系统尽快恢复稳定运行状态。在现阶段变电站运行中,间隔合并单元故障也是常见故障问题,是继电保护中相对薄弱的环节。在变电站维护中,要注重对此部分提高重视度,积极应用维护处理经验进行预防操作。对日常工作中多类常见故障集中总结,便于在后续维护操作中掌握故障产生原因,能在较短时间内对各项故障问题集中排除。
        结语
        智能电网的站点域实现了整个站点的数据和信息共享,为继电保护装置的配置提供了新的数据平台,可以实现故障状态下故障的快速排除。利用变电站数据网的先进技术,可以实现站域的全球化备份保护,解决传统备份协调难,故障排除速度慢的弊端。因此,在新一代变电站中配置站域保护可以提高整个站域继电保护系统的可靠性、灵敏度和选择性,确保电网的安全、稳定。
        参考文献
        [1]陈磊,张伂君,夏勇军,等.变电站站域保护研究综述[J].华北电力,2013(5):947-953.
        [2]刘海峰.变电站集中式站域保护系统的可靠性分析[J].电力自动化设备,2016(36):157-164.
        [3] 张凯博,李谏谋,高千等 . 智能变电站继电保护全过程管理研究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2019(08):4.
        [4]田恩国,田牧.变电站继电保护设备的运行和维护[J].电力系统装备,2019(3):178-179.
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