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摘要:随着电力系统发展,其规模及复杂性显著提高,对继电保护及二次回路发展提出更高要求,并且呈现出信息化、智能化、自动化等趋势。继电保护二次回路一旦发生事故其影响的范围极广甚至会导致变电站的一次设备损坏从而大面积停电,继电保护二次回路的结构又较为复杂,一些潜在安全问题无法直接察觉,为此,针对继电保护二次回路的设计要加强重视。文章对继电保护二次回路在智能变电站中的设计实现进行了探讨,希望能够为设计实践提供参考。
关键词:继电保护二次回路;智能变电站;设计
1继电保护与二次回路现状分析
经多年发展,我国电力事业水平迅速提升,其中便包括继电保护与二次回路部分,这是电力安全与稳定的基础。如今,我国具备了完整的继电保护技术体系,不论是继电保护系统的设计研发,还是保护装置的安装调试维护,均达到较高甚至领先的水平,而且在微机保护方面也有很大发展。通过将计算机技术应用于继电保护,使得电力设备得到全方位的保护,该方面的研究可追溯到二十世纪七十年代。当前,神经网络继电保护、自适应继电保护、暂态保护等先进智能保护理论不断发展,未来继电保护将会更加集成和智能。而且,计算机技术也较好的应用于二次设备功能的组合与优化,自动控制及监测功能得以很大提升。在智能电网建设与发展中,需要从基础技术入手,筑牢网架结构的技术根基,才能掌握电网发展的技术主动性,以便在激烈的国内外电力技术领域竞争中获得优势。
2继电保护及二次回路在运行中存在的缺陷
2.1接线复杂
电力系统的二次回路的发展经历了多个阶段,二次回路改造在不断进行,并且各功能在改造过程中不断完善,这使得二次回路接线较为复杂,如有设计不当的情况,会影响最终的运行效果,也会给后期设备维护带来困扰。
2.2保护程序缺陷
实际的运行管理中,针对技术操作过程而言,继电保护二次回路有着缺陷问题,比如,如果电力系统出现安全故障,继电保护二次回路缓慢反映,这样会给稳定保护电力系统的功能造成制约,进而降低运行安全性、加大运行风险。
2.3CT回路缺陷
这类缺陷通常体现在开路与输出电流偏差过大。如果CT回路开路,就会在开路的位置上出现高电压,进而给人员及设备带来危害。出现这种问题的主要原因是设备本身存在质量问题,即CT自身以及其端子排的质量有问题。除以外还包含一些人为因素,比如在保护校验完成之后没有将回路连片恢复正常,或者是CT回路出现多点接地产生了分流的情况。
3继电保护二次回路在智能变电站中的设计实现
3.1保护设备设计
对于二次回路的保护设备的选择需要确保实现自动运行,220kv变电站设计两套不同原理的保护装置,确保实现独立保护作用,同时两套装置分别设计相应的合并单元,两者间不能相互干扰,对接母线保护电路过程中利用共同的电流互感器二次绕组电路。根据电路的运行参数对控制信号设备进行合理选用,为确保电流工作范围,设计继电器电压为母线电压的1.1倍。为确保站控层继电保护设备通信质量,配置智能终端断路器两套,相应的数据传输利用网络交换机来实现。
3.2电流互感器设计
二次电路的电流电压设计过程中,针对电流互感器设计需要考虑参数合理性,通过科学的计算确保互感器发挥应有的电流转换作用,采用一组电流互感器与仪器仪表相连,进行二次绕组设计,通过防开路设施提高二次回路运行的可靠性。
实际设计过程中,要科学配置互感器和二次绕组的电流,实现基于二次回路的智能保护作用,避免存在保护死区,针对电路的变压器各位置,所设计的电流互感器相同,从而实现相同的电流电压回路保护动作,降低故障发生率。
3.3信号设备设计
在继电保护二次回路中,信号设备是一个重要组成部分,直接关系到二次回路运行的可靠性,针对信号设备选择,应当进行额定电流、电压以及操作频率等方面的综合分析。控制开关参数的选择要能够满足二次回路的运行要求,选择继电器过程中要依据母线电压、跳闸电流等参数进行科学确定,电压线圈的电流参数要进行合理控制,使其保持在母线电压范围内,同时采用串联形式设计相应的电阻,设置科学的电阻值。
3.4监控模块设计
智能变电站的无人化模式需要依靠完善的监控模块来实现,对此要提高监控模块设计的合理性。利用分层分布网络模式实施监控模块配置,实现变电站设备智能监控与管理,同时完成数据显示、数据传输、数据处理以及数据共享。监控模块所实现的功能不但是设备监控,还需要实现数据处理,因此相应的设计要考虑电气量参数模拟设计,实现报警信号及时处理并传达指令,就智能变电站数利用冗余设计方法,实现处理模块与监控模块数据共享,从而提高数据传输效率和质量,另外,如此设计还能够减少工程成本。
3.5继电保护二次回路接线设计
进行继电保护二次回路接线设计后真正实现保护功能,因此,针对接线设计需要相关设计人员严格遵循设计要求和规范,保证接线的准确性,接线过程中尽可能不用转接,保证线路能够正常使用。除此之外二次回路改造需要提前拆除相关电缆,此时需要对每个电缆做好标记,拆除过程中严格按照流程保证拆除准确性,电缆重新连接之后需要在使用之前进行检验审核,经检验之后了解到线路不存在问题才可以正常使用。对于一些特殊的二次回路,比如由双重配置组成,需要设定好两套保护装置而且相互之间必须是独立存在的,连接电缆也需要相互独立,不能共用。
3.6端子排布置设计
继电保护二次回路中端子排发挥重要作用,作为二次回路的重要组成端子排的布置要遵循一定的原则,尽可能地实现便利保护装置的调试和检修,所以布置时尽可能的实现功能分段,并且保证各支路之间独立分组。端子排上应该标注好基本信息,端子与地面之间应该有明显的标志,除此之外相互之间应该隔离,具体必须超过35毫米;布置过程中为了更好地发挥作用把强弱电端子分开;利用空端子把正负电源隔开,还要把带电正电源与合闸回路断开,电流回路以及其他的断开回路需要经过试验端子,检验过程中端子必须可以正常使用,所选择的端子尽可能地只有一根导线最多不超过两根,接线端子与导线之间要配套,保证截面的一致性,避免出现大小不合适的情况。
3.7联跳回路检修隔离点设置
保证二次回路继电保护装置发挥作用,设置必要的隔离点保证回路的隔离状态,特别是一些关键点需要在被保护设备的输入端设置隔离点,通过有效隔离为二次回路良好运行创造条件,同时减少检修人员工作的危险性,保证隔离点设置合理具有实际意义。比如某电厂进行大修,更换保护装置,工作人员在进行检测时出现误碰引发事故,分析具体原因了解是没有科学设置隔离点。
4结语
综上所述,二次回路采用二次设备的连接形成的回路,可以加强对智能变电站的保护,提高继电保护在智能变电站中的适应性,为智能变电站提供更广泛的应用范围。并且为适应现代发展必须重视继电保护二次回路设计,在具体工作实践中严格按照要求,保证电力系统安全运行。
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