王智峰
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摘要:开展继电工程及其现场保护现状及未来发展趋势的全面研究,进行继电工程及其现场保护技术的未来发展展望可知,当下继电工程及其现场保护具有十分光明的发展前景,我国科学技术高速发展,也使得我国的继电工程技术应用理念逐步完善,实现继电工程及其现场保护技术应用水平的进一步提升,希望为我国科技、工程以及其他领域的全面发展奠定稳定的基础和提供强大的推动力。
关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性
1智能变电站的概念
智能变电站是一种通过对电子通信网络技术二次系统的有效运用,将包括对电力数据信息进行测量、采集以及控制等在内的功能进行集成的新型变电站模式。与传统的变电站不同,智能变电站可以对电网运行的各项电力数据进行智能化以及实时性的合理采集分析。而且智能变电站也可以通过改变光缆的应用方式,有效解决传统变电站所存在的电磁皆容问题。同时智能变电站通常可以利用高速的以太网来对电压和电流的模拟数字信号进行合理的采集、传输,然后通过对智能断路器等智能化设备的选择使用来实现整个变电站的自动化流程,提高智能变电站的运行效率。
2继电保护系统可靠性的意义
继电保护系统的可靠性是指该系统可以在复杂多变的环境中以及一定的时间内有效完成既定的任务。智能变电站不仅仅是国家电力建设系统改革优化的主要体现,更是实现包括电力输送过程中减少资源浪费、提高整体运行稳定性在内的相关目标要求的有力保障。但是智能变电站的可靠运行同样需要其他设备系统的辅助搭配,例如继电保护系统。
由于智能变电站主要是通过网络信息技术来实现所控电力系统的安全稳定运行,整个智能变电站系统中通常会存在非常多智能电子设备。在这种情况下,智能变电站在实际运行中,无论是设备的运行环境还是相关电力系统数据信息的非正常变化皆会对变电站电力系统的稳定运行产生不良影响[2]。而继电保护系统便可以在因设备运行环境或者数据信息改变而产生系统故障时,可以快速分析判断出故障地点,然后快速截断故障线路以及启用备用线路,从而有效保障整个电力系统的可靠运行。例如四川省内江市铁佛220kV智能变电站在进行模块式建设过程中,同步接入了继电保护系统,使铁佛220kV智能变电站具备可远程操作的功能,而且有效减少建设以及后期维护的成本,同时继电保护系统所具备的良好作用,极大地提高了铁佛220kV智能变电站供电能力以及有效保障了其运行的安全性和稳定性。由此可知,智能变电站中继电保护系统的可靠性对于智能变电站本身乃至整个电力系统的正常运行有非常重要的意义。
3提高智能变电站继电保护系统可靠性策略
3.1提高硬件系统可靠性措施
3.1.1改用双A/D系统加入合并单元
合并单元是整个系统中比较重要的一个环节,主要的任务是采集相关信息。它的实际应用情况对于整个系统造成的影响远大于别的元件。在相关的智能化进程中,一个合并单元MU以及电子式互感器就能够完成所有信息的收集过程,为了增强这些手机信心的可靠程度,所有的采样合并单元都应该加入两个A/D系统,这样单个合并单元就能够产生两个采样值,让合并单元拥有更为稳定、准确的采样值输出效率,不会发生采样信息的错误,也就规避了因此产生的保护失败问题,很大程度上提升继保系统的可靠程度。
3.1.2提高交换机冗余度
在特定位置的交换机对于继电保护系统起到决定性的作用,是整个系统的核心环节,一旦发生失效则会产生巨大的影响。交换机一般来说具有查询错误、物理编码等作用,对于整个系统的可靠性影响非常大,一旦交换机发生故障,就会使整个系统瘫痪。为了预防这种现象的发生,所有的交换机都必须用双重化的配置,发生故障有一定的解决方案,一个交换机发生故障立刻由另一个顶上,这样整个环节不至于中断,系统安全性大幅度提升。
3.1.3提升光缆线路的可靠性
现阶段的电信号传输方式有了质的飞跃,传统的电缆线路逐渐被现在的光缆所取代,光缆有很多优点,但其缺点也比较明显,其较差的鲁棒性导致其比较容易发生折损,影响信号传输效果。所以,在施工的过程中要降低光缆的弯曲度,降低由于折损造成的信号丢失,另外要注意光缆设施的保护保养以及清洁工作,将阻燃的树脂槽盒添加在光缆的支架上,这样能够大幅度的提升光缆传输的稳定性及实际性能。
3.1.4采取接地方案增强继保系统的可靠性
继电保护系统内存在一个等电位体,由每一个装置的电缆接地线、零线和金属屏蔽层连接在一起,其主要功能是降低系统中各装置元件之间的电压差,电荷通过接地被释放,保护装置进一步提高可靠性。
3.1.5使用防尘、除湿等措施提高智能终端的可靠性
智能终端与断路器连在一起,通常被安装在系统的高压侧,其在不同工作环境中都能够稳定工作。因此,需要监控智能终端的一些指标,主要包括温度、湿度、灰尘等,这项工作需要汇控柜来完成,如此可确保智能终端保持良好状态,进而使设备的可靠性进一步获得提升。
3.2提高软件系统可靠性措施
随着互联网技术的不断进步,继电保护系统逐渐开始依赖网络通信技术,只有继电保护系统的软件系统的可靠性不断提高,其运行才能够一直保持稳定。针对如何提高软件系统的可靠性,进而提高继电保护系统运行的稳定性,提出一些建议如下。
3.2.1使用插值算法代替时钟源
所有的智能电子装置都需要同步对时,对时的信息流都是由同步时钟源发出的,传输过程是通过光纤完成的,也就是说,所有的智能电子装置想要正常工作,必须拥有一个准确的时间信息。采样的过程假如利用相同时间间隔的插值算法完成,计算的过程也根据固定的延时系统保护系统,收集数据的过程都是统一进行的,在一个时间节点,通过这样的操作让所有电子式互感器在一个时间点完成采样,就能够规避时间不准确带来的一系列麻烦,提升继电保护装置的安全性。
3.2.2采取软件积分增强SV报文信息的可靠性
通过电子式互感器进行信号采集后将信息发送到继电保护系统为SV报文,SV报文经常使用罗氏线圈(又被称为罗戈夫斯基线圈、Rogowski线圈)进行信息输出,数据采集需要经过积分过程。积分过程一般包括两个方面:一方面是软件积分,主要依靠合并单元;另一方面是硬件积分,主要在数据采集器中通过电阻、运算放大器等元件进行实现。二者相比,软件积分在精度方面更具优势,同时也能够使数据采集器减少功率损耗,因此,SV报文可靠性的提高可采取软件积分的方法,进而实现继电保护系统可靠性的整体提升。
3.2.3增加GOOSE报文过程的功能机制
智能终端与保护装置之间的报文过程为GOOSE报文,主要包括闭锁信息、断路器跳闹信号、断路器状态及重合闸命令等经网络介质进行传输的一系列数字信号,要确保报文可靠性,应增加一些功能机制,例如接收报文信息的插件要对组播地址是否正确进行判断,同时要对GOOSE报文中的APPID等传输数据的正确性进行鉴定,如此才能使断路器动作保持正确。若经过一段时间,系统一直未收到GOOSE报文,则会有报警信息出现,操作人员通过警报信息便得知报文过程发生状况。
结束语
电力系统中非常重要的组成部分就是继电保护系统,继电保护系统不但能够保证电力系统的正常运行,还能消除那些不一定因素带来的影响。作者简述了智能变电站中的继电保护系统,对提升继电保护系统的稳定性的方法进行相关研究,希望能够为提升继电保护系统稳定性提供一点参考。
参考文献
[1]王红燕,张丽珍.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电工技术,2019(02):61-62+65.
[2]邸增强.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].通信电源技术,2019,36(01):68-69+72.
[3]贾秀波.智能电网站域继电保护系统的研究[D].哈尔滨工业大学,2019.