智能变电站二次防误关键点分析及措施

发表时间:2021/8/20   来源:《中国电业》2021年12期   作者:白苏日娜
[导读] 智能电网模式下,构建智能变电站需要大量使用标准化和电力工业标准的FDDI网络设备,

        白苏日娜
        内蒙古电力勘测设计院有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 010020
        摘要:智能电网模式下,构建智能变电站需要大量使用标准化和电力工业标准的FDDI网络设备,以及各种网桥、网关、智能终端等,与传统的电磁二次设备相比,其防误管理工作面临着诸多新问题。智能变电站二次防误管理面向基于FDDI物联网信号系统造成的二次系统误动作。通过层次分析法分析智能变电站的二次防误关键点,建立相对完善的智能变电站防误体系,是本文研究重点。通过加强智能化二次设备的验收、运行、维护、维修等操作环节的流程,适应智能化二次管理要点,为智能变电站二次防误工作提供新方法。
        关键词:智能变电站;二次设备;防误;逻辑压板;检修机制
1智能变电站
        对传统理念的变电站相对比,智能变电站在本质上就出现了改变,并且逐渐将网络化作为基础,突破传统理念下的思维方法达到更加有效的革新。①一次设备智能化建设,能够更好达到电子式互感器以及智能变电器等一次性设备的智能化以及信息化方向发展。②二次设备网络化建设。其结合标准化的基础,以模块化的微处理作为基础,达到二次设计网络数据以及资源共同分享。③信息交互标准化。智能化变电站需要结合上述所说的标准,展现出变电站内部以及外部这两者之间的信息相互交叉以及共享,以此为基础,结合系统之间的数据和信息这两者之间开展无缝衔接。④智能化变电站设备检修情况。在此要根据标准化的方法开展实施监测以及安装操作,进而可以把握住变电器的一次设备运转,以科学性作为基础,满足设备的检修拓展。⑤智能变电站管理运行逐渐构建自动化,该变电站要在程序化的操作功能上面开展指令下达以及接受,并且结合上述要求来完成自动化有关事项以及操作事项。
2智能变电站的二次防误关键点
        智能化的变电站跟传统常规性的变电站对比,智能变电站在处理信息过程中范围更加广,需要收集的信息也更加详细,同时要了解的层次也很深奥,设立的结构同样也具有复杂性。除了这些智能变电站技术不断将传统的思维方式进行改变,在原来的基础上,不断将电力系统的互动能力以及信息交换能力进行提升,而且还能将智能变电站的安全可靠性不断加强。智能变电站的智能化二次系统运行在基于IaaS光纤通信网络设备和数据链路逻辑架构上的物联网+大数据系统,电力运行维护过程中应充分掌握智能二次系统的运行原理,可以避免智能变电站运行维护过程的安全隐患。
2.1保护接地压板的投退
        目前智能变电站的检修管理中,依然大量使用与物联网信息采集过程不兼容的压板系统,包括接地硬保护、过流保护、后备保护等相应的压板装置,以及针对差动、后备、过流等信号采集功能、监控信号互传互锁功能、动作信号发送功能等逻辑压板。这些压板装置对智能变电站的日常检修和带故障试运行有积极意义,但因为压板装置与智能化二次信号的不兼容性,如果在操作中出现漏投(退)、误投(退)等操作时,系统可能无法识别该运行状态,从而发生误判,进而导致误动作。部分压板还可能使部分保护装置脱线,使系统在保护不足的状态下运行,严重影响了网络安全。
2.2站内数字化链路管理
        传统变电站一般通过电流互感器和电压互感器采集模拟量数据,使用基于电磁保护系统的过流保护、互锁保护、中性电流保护等保护装置,直接对各断路器发出分合闸指令。而智能化二次系统则是将电流互感器和电压互感器的数据进行数字化并在大数据系统、云计算中心系统、人工智能神经网络系统中进行数据挖掘,生成预警数据,最后通过模糊矩阵等算法对这些预警数据进行整合分析,最终通过执行机构向相关断路器发出分合闸指令。

智能化二次系统的本质是运行在数字链路上的综合信息分析系统,其故障判断范围较大,可操作的断路器数量较多,所以其一旦发生误动作,可能造成大面积的设备误动作。智能化二次系统的部署目的是对智能化变电站提供全方位的安全管理,但其误动作也可能给智能化变电站产生全面事故。
2.3站内程序控制操作
        智能变电站可以提供的倒闸辅助功能中,利用专家系统智能化编制操作票和利用执行控制机构程序控制执行操作票的功能是当前标配。调控人员读取智能化编制的操作票后,经过调控值班、工程师、运维部等多人确认后,即可通过程序控制执行整个操作票。因为该执行过程完全由程序操作,全过程中值班人员及运维人员可介入的操作窗口较少,仅可在操作票中设定的操作人为确认间隔进行人为介入操作,所以应在操作票的确认环节中尽可能避免不可控的操作过程,严防因为操作票的逻辑问题导致的智能化二次误操作。
2.4检修状态管理
        前面研究了物理压板的管理策略,而在智能化二次系统中,有基于GOOSE/SV技术的逻辑压板在数据逻辑层面控制检修状态。在智能化变电站的管理中,应尽快推进这种逻辑压板的应用策略,而逐渐放弃智能化二次系统无法识别的物理压板策略。过渡期内,物理压板一般与逻辑压板联合使用,逻辑压板将保护装置、合并单元、智能终端的状态一并进行压板标记,确保智能化二次系统对电网检修逻辑状态的识别。
3智能变电站二次防误管理措施
3.1强化逻辑压板的管理
        在变电站的验收过程中应对智能化二次设备中各种逻辑压板的定义,确保逻辑压板的设定保持可靠性、可用性、唯一性、准确性。该验收过程主要包括3个步骤:从厂家获得逻辑压板的设计清单,对每个逻辑压板的基本功能进行验收;根据清单对每个逻辑压板的实际功能进行模拟运行测试;根据逻辑压板的实际效果,在厂家配合下制定逻辑压板的管理规程,制作压板投退操作的工作流程并设计相关表格。
3.2对智能化二次链路信息进行梳理。
        首先,利用智能化二次的全站链路拓扑图构建全站链路监控窗口,对智能化变电站的日常运行、维护、巡查工作提供数据支持。同时,将系统数据采集过程和人工巡查过程发现的装置异常输入到该监控窗口支持的数据库系统中;其次,编写数据链路表,包括智能化二次系统中的所有硬件设施、数据链路、软压板逻辑等,同时分析这些系统发生自身故障时可能导致的系统故障,对后续故障识别过程提供关键策略。
3.3深入分析逻辑压板与硬压板的对应关系
        当前智能变电站的二次检修机制通过逻辑压板与硬压板配合作用实现隔离功能,检修过程中如使用了硬压板且与逻辑压板策略不能保持一致性,可能发生检修设备状态下的数据识别错误,进而导致智能化二次系统的误动作。不同检修状态下的线路保护与母差保护检修过程中进行试验。线路保护的成功出口需要将3块检修压板全部退出,当其中一块压板处于投入状态时,因为智能装置的自我保护其均不可能有出口动作。表3中母差保护的成功出口需要4块检修压板全部退出,当其中一块压板处于投入状态时,因为智能装置的自我保护其均不可能有出口动作。
结束语
        智能化二次设备的防误管理包括验收、运行、维护、检修等各环节工作要点,特别是硬压板与逻辑压板的联合管理、数据链路的逻辑管理、程序控制操作的流程管理等,都需要进行管理水平的提升。虽然智能化二次对智能电网带来的技术支持和发展契机,但对智能化变电站的日常管理提出了更高要求。
参考文献
[1]李宽宏.变电站二次设备防误风险管控系统实现方案[J].电力系统自动化,2020,3.
[2]王永明.智能电网调度控制系统的二次设备防误技术[J].电力系统自动化,2020,2.
[3]赵学峰,顾卫华.关于智能变电站二次安措防误系统的研究[J].电气技术与经济,2020,Z1.
[4]吴雨.智能电网防误操作系统研究[J].电气应用,2020,4.
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