智能变电站的继电保护技术应用    

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月10期   作者:任庆 苏新雅 樊昱成
[导读] 科技不断发展,各领域技术水平逐渐提高,信息技术应用更加广泛的今天,继电保护对于智能变电站的稳定运行具有重要作用,提高继电保护设备的运维水平,能够使继电保护的功能得到充分发挥。
        任庆 苏新雅 樊昱成
        内蒙古能源发电金山热电有限公司 内蒙古 呼和浩特 010106
        摘要:科技不断发展,各领域技术水平逐渐提高,信息技术应用更加广泛的今天,继电保护对于智能变电站的稳定运行具有重要作用,提高继电保护设备的运维水平,能够使继电保护的功能得到充分发挥。
        关键词:智能变电站;继电保护技术;应用
        引言
        相较于传统变电站,智能变电站的二次设备使用、网络通信及组织结构等存在着明显的差异。换言之,智能变电站的应用优势相对突出,但是具体运行期间仍存在着较多安全性问题亟待解决。
        1 继电保护系统概述
        智能电网在发生异常情况时,能够自动检测并启动报警系统,在这一过程中,继电保护系统能够自动隔离其他区域电网,是一种保护电网的自动控制系统。继电保护系统有很多优点,此系统主要是根据电流的增大与电压相位角的改变,有效测量阻抗变化等来实现对电位的有效保护。整套的继电保护系统主要由测量元件、逻辑环节以及执行输出三个部分组成,继电保护虽然有效促进了智能电网的发展,但是在运行过程中若出现失误,严重时将会导致电力系统破坏,给电力公司造成巨大的经济损失。随着技术的发展,继电保护系统实现了自动化,能够有效处理智能电网中的数据,加强对智能电网的保护。
        2 智能变电站的继电保护技术应用
        2.1继电保护整定
        在对智能变电站的继电保护进行整定过程中,应当以全网的安全、稳定运行作为首要考虑因素,并以满足速动性、灵敏性、选择性以及可靠性的要求为前提,从而使继电保护装置的定值与相关的运行方式相符。当电网当前所处的运行方式无法满足继电保护装置的特性要求时,则应当在进行整定计算时,结合实际情况进行取舍。当需要采用不同类型的保护时,应当以保护之间能够相互配合作为依据,即装置的灵敏度、动作时间可以配合。如果每套保护都孤立设置,那么会严重影响保护作用的发挥,并且还可能引起错误,会对智能变电站的运行造成不利影响。所以通过科学整定,使继电保护有效配合非常重要。
        2.2遗传算法在电力系统继电保护中的应用
        遗传算法是由美国科学家于20世纪70年代提出的一种计算模型,其主要是以自然选择与遗传机制作为理论基础,通过应用计算机设备,首先将问题的全部备用解都进行编码,接着便按照其理论来进行全局优化搜索,最终找到最优解集。发展至今,该算法已在电力系统继电保护工作中获得广泛应用,如诊断输电网络故障原因、实现输电系统电容最优化配置、无功优化电力系统以及处理图像等。该算法应用优势突出,如可以在庞大且复杂的搜索空间中完成自适应搜索并找出最优算法;算法简单且适用性强,在求解问题过程中几乎不受限制,不必经过复杂的求解过程即可以获得最优解集。最大的应用限制则仅在于,输电网络故障诊断模型尚未实现系统化与科学化,而该问题一旦得到解决,人们便可以利用遗传算法高效地解决故障诊断问题。
        2.3制定检修方案
        为了保证智能变电站检修工作有序开展,相关技术人员应秉持实事求是的工作原则,尽量于检修前期结合实际运行情况,制定科学合理的检修方案,并且详细探究及分析日常检修期间是否需要停电处理,特别是变电站设备检修期间是否需要进行停电处理,以形成科学合理的问题处理方案。同时,综合考虑变电站的具体运行情况,选择适宜的检修方法,尤其是停电后及时调整设备运行参数,而对于不需要停电处理的设备则健全其继电保护检修流程,灵活运用各种技术手段,大力实施合并单元检修作业。
        2.4分布式信息流配置
        由于智能变电站是通过光纤对各种继电保护设施进行连接,在智能变电站的各种类型故障中,网络故障是比较严重的,而且解决起来比较困难。

一方面是由于网络信号在传输的过程中情况比较复杂,路线比较多样。而且由于光纤比较容易受到环境因素的影响,使得信号在传输的过程中很有可能受到干扰。为了解决这一问题,使用分布式信息流网络就是一种很好的方法。不过需要注意的是,在使用分布式信息流网络之前,变电站的信息一定要和通信标准一致,这样信息也才能够进行更为准确的接收和传输。而这一要求在传统的变电站中几乎是难以满足的。分布式信息流网络是一种将所获得的电流和电压信号通过特定的形式进行传输,并直接传输进sv网络的一种形式。使用这种技术还要确保智能终端和智能变电站中的一次、二次设备实现良好连接,而且要确保同时连接,这样才能共同组成GOOSE网络,并在对应智能终端的操控下,实现跳闸和合闸等一系列操作。需要注意的是,技术人员需要按照特定的规范在母线和线路上安装电子式电压互感器,这样能够在检测信号进入合并单元之后,将数据按照特定的方式传输给sv网络。
        2.5监测技术
        监控屏障技术也被认为是智能变电站在进行继电保护和自动化中一个非常重要的部件和组成部分,同时它也是其在继电保护上的一个全新功能,其最终目的之一就是给继电保护提供额外屏障。使用这种监测技术可以有效地对具体的变电站设备中的某些相关装置或元件所可能出现的故障上进行监控信息,并在影响继电保护系统正常工作和运行的关键时候起到了辅助和监视的作用,一旦继电保护系统在运行中出现了错误或者问题时,监控技术就是可以对此起到有效的拨乱反正作用的,不仅可以有效地向相关信息进行反馈。还可以将全部故障情况方面的信息传递给整个变电站集中的调度中心,调度中心将根据这一信息来有效地指导整个变电站实际运营,进而有效地保证220kV的智能变电站都可以顺利地按照国家相关规范进行运营。另外,使用这样的检测技术也可以有效展现智能变电站在继电保护自动化上的诸多优势。
        2.6人工神经网络在电力系统继电保护中的应用
        (1)判断故障类型与距离,如可以BP模型作为方向辨别设备,快速判断出故障所在方向并有效保护输电线方向;(2)区分正确方向与反方向电流故障。人工神经网络具有优异的学习与辨别能力,有了它的支持,工作人员便可以更好地进行分析与辨别,保护电流方向正确的故障,并及时关闭反方向的电流故障,以有效提升电流灵敏度;(3)与专家系统配合使用,全方位诊断电力系统继电保护中所存在的故障。
        2.7加强对数字化技术的应用
        结合我国近些年来数字化技术的高速发展,以及信息技术的高速发展,企业就可以加强对数字化技术的应用,以此来在最大程度上避免智能变电站继电保护系统的故障发生。同时,通过对数字化技术的应用,也能够进一步提高互感器的传输性能,有效降低故障问题的发生概率,使智能变电站继电保护系统在实际运行的过程中,不需要在对二次回路短路、二次回路接地等一系列常见故障问题进行考虑。最后,则是通过数字化技术的应用,还能够进一步提高供电质量信息传输的精准度,以及实时性,使智能变电站继电保护系统的性能得到全方位地提高。
        结语
        社会经济的不断发展促进了电力电网需求量的增加,因而加快智能电网的建设是现阶段应该重视的问题。依靠继电保护技术有效促进智能电力电网的建设,是电网向智能化和数字化以及信息化发展的基础,能够为智能电网的运行提供基础保障,促进智能电网的长远发展。
        参考文献
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