智能变电站的继电保护应用分析

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年第49卷第8期   作者:孙梦蝶
[导读] 为了提高电厂升压站继电保护二次回路的故障检修和维护能力,提出基于功率环控制和低频故障特征提取的电厂升压站继电保护二次回路智能检修维护方法。

        孙梦蝶
        天津华电北宸分布式能源有限公司  天津 300400
        摘要:为了提高电厂升压站继电保护二次回路的故障检修和维护能力,提出基于功率环控制和低频故障特征提取的电厂升压站继电保护二次回路智能检修维护方法。建立电厂升压站继电保护二次回路故障智能检修模型,采用功率环控制方法进行故障检修过程中的智能控制,结合低频故障特征提取方法,实现二次回路智能检修与故障定位。仿真结果表明,该方法的故障诊断能力较好,提高了系统的输出稳定性。
        关键词:智能变电站;继电保护
        引言
        变电站二次回路是变电站各设备间的脉络,二次回路接线的正确性直接影响变电站的安全稳定运行,校线及传动的目的是为了检验设计与安装的合理性和正确性。本文以东非某400/230/15kV变电站为例,以站内传动为主,阐述变电站二次回路从校线到传动的过程及注意事项。
1电力系统继电保护二次回路的特点
        在电力系统实际运行的过程中,往往会涉及多种设备来共同完成发电厂的构建,使其在系统作用的导向下实现电力系统的流畅运行,而这些设备本身也大都能够直接参与到电力系统的电能利用和分配中。因此,如果要想实现针对这些设备的有效监视和有效控制,就需要借助于辅助设备来完成,这便是常说的二次识别。包括常见的控制器、操作电源、继电器等。二次回路作为对回路进行控制的设备,包括工作人员进行指示牌控制、主开关断路器控制时,都会使用到二次回路。但是考虑到大多数情况下,主回路的电压都会高于二次回路,这便直接导致了二次回路的分类,主要包括针对电流的二次回路,以及针对电压的二次回路。电力系统继电保护二次回路的特点。作为电力系统中的重要组成部分,机电保护二次回路往往具有较大的复杂性,若对其进行划分,还可以划分为针对测量工作的系统、针对电源信息的系统、针对开关功能的系统,以及针对继电保护的系统。其中,从继电保护系统来看,主要是借助低压形式来实现针对电力系统的保护的。那么从其与传统的电力保护装置对比结果来看,实际的运行速度得到了极大程度地提升,并同时减少了故障的发生概率,使电力系统的运行变得更为安全和平稳。同时,由于机电保护二次回路本身的较小体积,在运行过程中也更容易实现优化,更容易发挥出巨大的功能优势,且同样伴随着低成本、高速度、大范围控制等特点,这便使得在电力系统运行中,机电保护二次回路要有着更大的发挥空间,要有这更大的作用体现。
2 继电保护二次电流回路故障原因
        继电保护作用机理是通过控制电路线路中的各条路径,当某设备/元件发生故障时,继电保护发出切断指令,切断电路中与故障位置最近的线路,避免危害扩大。现阶段处理中发现,电路各类设备发生故障比例降低,继电保护装置中的二次电流回路发生故障比例却逐渐增加。因此,目前电力企业进行故障排查,应格外注意二次电流回路的故障问题。二次电流回路产生故障,主要是两类典型原因。(1)保护装置启动频率较为频繁,干扰正常运行节奏,导致系统运行紊乱,难以发挥出继电保护应有作用。(2)变电站场建设过程中,因施工人员失误,导致线路外露,或者施工包裹不严,线路中的各处接线易生锈,造成二次回路的运行出现断点,不利于电路保护措施的落实[1]。
3智能变电站的继电保护应用分析
        3.1自动对点信息转发
        从监控系统数据库中导出监控点表文件。监控点表文件遵循CIM/E语言格式,在远动网关机 RCD文件基础上进行扩展,增加电压等级、间隔、间隔层IED类,并在合成计算量、遥测、遥信、遥控、遥调类中增加间隔层IED索引属性 (引用自间隔层IED类)。自动对点信息转发软件从监控点表文件中获取转发信息,构建转发点与监控信息点的映射关系。

从监控主机上获取监控点表文件,从远动网关机上获取 RCD文件,通过SCD文件、监控点表文件与远动RCD文件建立自动对点模型,模型以IEC 61850参引为基准,在监控点表与SCD、远动 RCD文件与SCD之间建立映射。通过模型校验工具在线调取各间隔层IED的CID、CCD文件中CRC码,与SCD文件中的CRC码进行一一比对,若相同则确认模型校验一致,否则判定模型存在差异,提示用户进行相应处理,确保模型一致性[2]。
        3.2交流回路状态诊断
        交流回路状态实时监控可以通过网络报文记录分析装置与继电保护装置所采集交流量进行综合评估分析。智能变电站利用双AD采样,配置双重化保护,基于MMS传输的双AD采样值与两套保护采样值比较分析,二者相对误差控制在范围内,未出现采样不统一告警信息,就表明二次回路无异常。而误差超出范围,且未出现采样不统一告警信息,表明其中一套交流回路异常,并指出存在异常的二次回路。基于网络报文记录分析装置SV与继电保护装置MMS传输采样值,二者最大误差控制于规定范围,且装置未出现SV断链告警信息,就表明SV二次采样回路无异常。而继电保护装置采样回路正常状态下,而网分与保护装置采样值误差超出规定范围,则表明网络报文记录分析装置交流采样回路异常,并指出存在异常的二次回路[3]。
        3.3电路互感设备回路隐患的处理方法
        在电力领域中,当有关工作人员对电路互感设备的隐患开展排查工作的过程中,假如电路互感设备中具有品质问题,那么在开路状况下,就会使得回路中的有关设施出现异常隐患。在这个过程中,工作人员一定要明确电路互感设备出现的隐患,并且以隐患的实际状况为基础,利用科学的手段来解决隐患。与此同时,假如是电路互感设备的端子出现了故障,就要及时请求专业的电力工艺员工来断开电路互感设备的连片,避免产生安全隐患。除此之外,假如电流互感器具有一定的品质问题,工作人员要及时弄明白电路的具体状况,进而对问题开展解决工作,值得重视的一点就是,在对问题开展解决工作的过程中,一定要及时关闭互感设备的回路[4]。
        3.4现场检测应用
        将基于变电站二次回路的自动对点技术应用到辽宁丹东110kV 宫屯变,该站遥信有17905个测点,遥测有28051个测点,遥控有2635个控点。如果采用以往的人工对点方式,约需3~4天才能完成对点任务;现利用自动对点方式,遥测耗时160s左右,遥信耗时130s,遥控耗时40s,大幅度提高了变电站现场对点的效率。正确率方面,前期由于远动的 RCD和站端SCD不一致,出现了许多误报问题;在修改 RCD文件,使其与站端SCD保持一致后,一致率达到了100%,并自动生成了对点调试报告,便于现场工作人员定位和查找问题,解决自动对点调试验证问题,同时还能提高检测效率及调试质量,确保变电站的运行安全[5]。
结束语
        智能变电站二次回路性能分析系统既能满足单个装置的测试,也能满足整条间隔的性能分析. 对二次回路性能的测量不依赖站内时钟,而同一采用装置内高精度时钟进行时间标定,具有更高的精度,测量结果上更加客观、准确. 该文所设计的智能变电站二次回路性能分析系统可完全支撑二次回路综合性能测试的科研与工程需求. 此外,通过对板卡的灵活配置可满足不同测试场景和测试项目的需要[5].
参考文献:
[1]王静涛,张轩,邹晓,王欣,黄昌军.电站继电保护二次回路可视化技术[J].电工技术,2021(05):149-151.
[2]王剑,邓勇.电力系统继电保护自适应消缺方法的建模分析[J].电工技术,2021(04):64-66+69.
[3]栗赛男.电力系统继电保护二次回路检修问题及对策[J].冶金管理,2021(03):195-196.
[4]王海元,李恺,张军号,唐璐.电能计量装置二次回路误差分析与应对[J/OL].中国测
[5]孙超,侯磊,李倩影,赵瑞,刘昕彤.智能站整站二次回路可视化研究[J].电子制作,2021(02):51-53.
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