变电站自动化系统继电保护问题分析

发表时间:2021/6/8   来源:《中国电气工程学报》2021年1期   作者:苗怀锦
[导读] 国家经济的不断进步,自动化变电站也在迅速的发展。因此,自动化变电站的发展为传统变电站运行维护带来了全新的变革方向。
        苗怀锦
        国网山西省电力公司晋中供电公司,山西 晋中  030600
        摘要:国家经济的不断进步,自动化变电站也在迅速的发展。因此,自动化变电站的发展为传统变电站运行维护带来了全新的变革方向。在智能化变电站的继电保护过程中,应对继电保护的方法进行实时的深入研究,与当代自动化变电站的继电保护要求紧密结合在一起,最显著的变化在于由传统的微机保护装置转变为智能设备(智能终端)。因此,将电力系统的发展与电网建设的需求紧密结合,可增加设备的使用年限与成本效益。
        关键词:变电站;自动化系统;继电保护;问题分析
        引言
        随着经济的不断发展,电力系统越来越受到人们的重视。近些年来由于新技术、新设备的应用,继电保护也出现了更为广阔的发展前景。另外,我国电力系统的发展及运行为继电保护工作提出了更高的标准。
        1变电站自动化系统继电设备维护存在的问题
        1.1继电保护装置的要求
        在继电保护运行的过程中,分别对装置要求和操作人员两方面的要求。为了能够及时发现继电保护的缺陷,在运行中找出工作故障,这是安装继电保护装置所需要求。除此之外还要继续了解装备运行过程中,故障出现的规律以及种类,根据故障原因能够分为几个部分。分别是质量差,设计失误和操作问题,在此基础上所产生的影响也有一般,严重和危机三种划分。了解故障发生的基本种类和基本规律,可以在故障发生的区域内,及时找出问题能够针对性地解决问题区域,提高效率,有效避免在此环节中故障再次发生。最后,还需要不定期进行保护装置的检查和养护,对发生故障的设备进行二次维修,统计故障规律,找出潜在危机。继电保护装置在变电运行过程中,起到非同一般的作用。所以,保障继电保护装置正常运行,检查各路线路和变压器,保证维修更新,可以让继电保护装置寿命延长。另外,为了更好地解决继电保护装置中存在的潜在问题,电力相关单位也应该将实际数据和历史数据做出对比。在大数据比对的情况下,根据数据差异找出隐藏的安全隐患。在同类产品数据分析,系统偏差的区域内,明确继电保护装置本身所存在的问题区域和结构差异。继电保护装置运行中,为了提高装置的操作运行,也需要对操作人员明确要求和标准。操作人员在进行操作的时候,必须熟知专业知识和专业理念,理解系统的独立性。操作过程中也要提高继电保护系统的能力,在干扰方面做好等级系统的划分,网络传输加大,降低故障。这些提前准备都有可能在设备运行过程中有效避免失联故障状态,能够将数据和运行状态模式有效的传递出去。操作人员还应该确认继电保护装置的自动转化情况。要全面了解继电保护装置的有效系统,而不是一个个别的保护装置。操作人员要了解继电保护系统,并且全面的明确装置在运行过程中所反馈出的信息。通过继电系统和采样系统相互协作,相互运行的状态下,降低安全隐患。
        1.2自动化变电站运行信息保密程度不高
        智能变电站的信号传递过程中需要借助前期模拟搭建的数字模型,在设备传递信号时,区域网络需要针对数据进行分析再得以统计,对同一类别的信息进行针对性汇总,确保在自动化变电站进行信息传播时,能够在保持设备稳定性的基础上提高设备的工作效率。但目前现有的变电站信息传播方式实施情况反映了安全防护性能较差的缺陷,由于变电站容易受到外部因素的影响,在进行信息传递的过程中系统运行不良,降低信息传播的精准性。综上所述,在自动化变电站的建设过程中对体统安全性能的考虑是至关重要的。
        2自动化变电站系统继电保护运行维护的详细措施
        2.1干扰信号对继电保护设备的影响
        在以往的变电站自动化继电保护工作经验中可得知低压变电网络相对高压变电网络的的复杂程度较低。在低气压电路网络的工作状态中电压变换过于频繁,使低气压电场的工作状态更为难以预料,在磁场变化较大的继电保护工作环境中,可将电气设备的开关安装于室内(尤其是夏季),减少因散热不及时造成的设备工作寿命缩短等问题的出现。

在低压的配电网络中,直流电压的变换幅度较大,增加了短路电流问题存在的威胁。直流电压在浮动较大的情况下会造成对电气设备自身适应参数的增加,对整个设备的运行造成了极大的影响。所以,在变电站自动化系统建立的过程中需要针对电子元件的实用性、安全性、效率性进行继电保护电路的设计与规划。
        2.2及时更换老化设备并使用双重化配置
        由于人们对电的需求原来越多,电力系统中很多设备长期都是大负载运行,这样会使继电保护元件的老化速度加快,另外由于环境的原因(温度、腐蚀、氧化等)会不断缩短元件的寿命。老化后的电子元件使继电保护发生故障,对变电站的安全稳定运行造成较大威胁。在定期检查中要及时更换老化的保护装置,在条件允许的情况下配置两套相互独立的保护装置,每套保护有各自独立的控制及跳闸回路,均可以单独运行。当一套保护出现故障时可退出保护,另一套保护可以继续运行,提高了保护的可靠性。
        2.3自动化系统同步时钟
        为了保证电力系统故障时各继电保护装置、安全自动装置、故障录波器、直流系统及其他智能设备的时效性,要求各装置的时间要一致或相差不大。有了统一时钟,即可实现全站各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析,也可以通过各断路器动作的先后顺序来分析事故原因及过程。统一时钟是保证电力系统安全运行的一个重要措施。220kV变电站自动化改造中采取GPS卫星对时系统。由于变电站内存在不同厂家的自动化装置,其接口类型繁多,装置数量也不等,在应用中经常遇到GPS对时接口与接受对时的设备接口不能通信的问题。这个问题的出现,提醒了设计人员在前期订货时,应充分考虑各种设备的接口问题。尤其是保护测控装置及其他智能装置与后台监控设备的接口问题。因变电站自动化改造多用以太网方式组网,而有些厂家的旧设备只存在串口或RS232/RS485接口,或者不同厂家设备进行通信时,因为规约不同而造成通信失败。需要对所订购设备的通信插件进行统筹考虑,或订购充分数量的规约转换器。
        2.4开发系统建立匹配度
        在对变电器自动化继电保护系统进行开发时,需要从全局的角度建立完整的联系关系。在不同系统的互联工作过程中需要着重关注转换接口是否存在不匹配的问题,在与不同厂家进行互联时能够做到彼此兼容相互糅合,保证制造商与技术部门可以做到统一技术标准,彻底解决转换接口匹配程度的问题。
        2.5推广应用质量卓越的数字控制构件
        质量卓越的数字控制构件的运用可以大幅度提高继电保护工作的质量及效率。目前,可编程控制器及领域,可编程门列阵构件等被大范围运用到继电保护领域中。可编程控制器属于一类较为复杂的元件,而可编程门列阵则为一种现场变成的元件。二者在继电保护体系内都有至关重要的作用。由于二者属于现代编程的集成电路,具备集成度高、功能强等特点,同时可以将其聚集在同一芯片上。此类性能卓越的数字控制构件为电子系统设计制造了新的变革,同时体现出更为强大的生命力。由于保护体系的集成度较高、反映较快,所以是确保变电运行正常、稳定的基础。
        结语
        总结:总而言之,伴随着社会经济发展速度的逐步加快,电力系统对继电保护的要求越来越严格,相关工作人员应不断提高自身的专业技能及综合素养,深入对变电站继电保护的相关内容进行探讨,从而提高继电保护的质量,合理地应用和维护继电保护设备,保证电网的安全稳定运行,为工农业生产的用电安全提供保障。因此,对变电运行继电保护相关内容进行探讨是值得相关工作人员深入探究的内容。
        参考文献
        [1]浮明军,刘昊昱,董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制,2019,43(01):40-44.
        [2]蓝海涛.智能变电站继电保护二次安全措施规范化的建议[J].智能电网,2019,2(01):62-66.
        [3]陈浩.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电子技术与软件工程,2020(24):232.
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