基于智能變電站繼電保護(hù)的方法與可靠性研究

苗敦?fù)P

揚(yáng)州凱越電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司

基于智能變電站繼電保護(hù)的方法與可靠性研究

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伴隨電力事業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，在社會范圍內(nèi)得到了廣泛的重視。智能變電站若想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行，必須在繼電保護(hù)上完全實(shí)現(xiàn)安全可靠性的改造，這樣才能使得智能電網(wǎng)被全面的建立，進(jìn)而可以為現(xiàn)代化建設(shè)提供安全穩(wěn)定、持續(xù)健康的電力能源保障。

智能變電站；繼電保護(hù)；方法；可靠性

前言

繼電保護(hù)作為一種先進(jìn)的反事故自動(dòng)裝置，在保證供電質(zhì)量、避免故障的擴(kuò)大化等方面都起到了非常重要的作用。正是由于繼電保護(hù)擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線的重任，尤其應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)其可靠性，這也是衡量智能變電站中繼電保護(hù)技術(shù)是否先進(jìn)、是否適用的最主要標(biāo)準(zhǔn)。

1　智能變電站概述

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是電力事業(yè)發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)，對于智能電網(wǎng)的全面建立發(fā)揮重要積極作用。智能變電站是指在進(jìn)行變電 處理的過程中，針對信息資源的搜集實(shí)踐、信息資源的傳遞實(shí)踐、信息數(shù)據(jù)的處理程序、信息資源的輸出都已具有時(shí)代特征的數(shù)字化的形式存在。智能變電站在運(yùn)行的過程中可以充分展現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的特征，而且在硬件設(shè)備上具有一定的高科技特征，無論是硬件設(shè)備還是軟件系統(tǒng)在實(shí)踐工作中都將呈現(xiàn)一定的通信協(xié)議特點(diǎn)和規(guī)范化特征。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站最大的優(yōu)勢在于：智能變電站在實(shí)踐工作中能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模式的管理，使得變電站的設(shè)計(jì)不用那么復(fù)雜化，進(jìn)而使得建立和設(shè)計(jì)變電站過程中所投入的人力、物力、財(cái)力等相應(yīng)下降，符合現(xiàn)代發(fā)展模式中成本集約化的要求。

2　智能變電站繼電保護(hù)需要注意的事項(xiàng)

2.1注重繼電保護(hù)的可靠性

眾所周知，智能變電站在實(shí)踐工作中能夠充分整合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，尤其是電子信息技術(shù)，使得電力系統(tǒng)能夠在得到充分保護(hù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的對電力資源的輸送，進(jìn)而使得電力資源的使用部門能夠獲得穩(wěn)定的電力供給。但是智能變電站在實(shí)踐中會受到一些因素的影響，例如：環(huán)境因素、電池兼容性的因素等等，使得繼電保護(hù)設(shè)備容易產(chǎn)生一定的干擾，繼電保護(hù)穩(wěn)定性問題由此產(chǎn)生。因此，在智能變電站運(yùn)行的過程中應(yīng)該利用一定的科學(xué)技術(shù)，使得智能系統(tǒng)在運(yùn)行中可以進(jìn)行一定的自我檢測，并且能夠加能夠檢測報(bào)告及時(shí)的發(fā)送給相關(guān)工作人員，這樣一系列的活動(dòng)就是繼電保護(hù)可靠性的提高，也是繼電保護(hù)可靠性的定量分析。

2.2注重繼電保護(hù)的時(shí)效性

定例系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對于智能變電站的中繼電保護(hù)是否具有時(shí)效性的要求是非常嚴(yán)格的，但是由于在數(shù)字化的信息采集系統(tǒng)在進(jìn)行信息搜集的實(shí)踐中，一定會使得交換機(jī)、合并器等出現(xiàn)一定的延誤情況，這種時(shí)間上的差值將對智能變電器的效果發(fā)揮產(chǎn)生極大的消極影響。所以在進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中，工作人員一方面需要準(zhǔn)確的計(jì)算出可能出現(xiàn)的時(shí)間延誤，并且利用有效的科學(xué)手段使得時(shí)間延誤降到最低的程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能變電站中繼電保護(hù)的時(shí)效性。

3　智能變電站繼電保護(hù)的方法

3.1變壓器保護(hù)

結(jié)合智能變電站的實(shí)際運(yùn)行要求和具體規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以通過兩套線路來設(shè)置變壓器電量保護(hù)，使后備保護(hù)和主保護(hù)進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行優(yōu)化和后備保護(hù)的一體化，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)保護(hù)模式，提高變壓器的安全性。若智能變電站的保護(hù)電路設(shè)計(jì)采用雙配套設(shè)置形式，其電路兩側(cè)的智能終端設(shè)備和合并單元都需配置雙套保險(xiǎn)，并且保護(hù)電路對應(yīng)MU 側(cè)、間隙電流線路和中性點(diǎn)電流都應(yīng)進(jìn)行雙套保護(hù)設(shè)置。一旦智能變電站變壓器出現(xiàn)啟動(dòng)故障、閉鎖設(shè)備自投、分段段斷路器自投、保護(hù)跳母聯(lián)等故障時(shí)，通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)層傳輸相關(guān)故障信息，然后智能終端和變壓器保護(hù)裝置通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)得到故障跳閘執(zhí)行指令，將各側(cè)斷路器和故障變壓器斷開。同時(shí)，對于主變壓器上的智能終端設(shè)備，可以采用單體配置方式；對于主變壓器的低壓側(cè)、中壓側(cè)和高壓側(cè)的智能終端設(shè)備，最好采用線路保護(hù)冗余配置方式，利用上傳的非電量信號，通過開關(guān)非電量保護(hù)，確保主變壓器智能終端實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)。

3.2線路保護(hù)設(shè)置

為了提高智能變電站的測控和保護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)操作控制和站內(nèi)保護(hù)功能的一體化，對智能變電站利用間隔保護(hù)配置方式進(jìn)行各個(gè)單套配置，在很多智能保護(hù)線路中，多是通過斷路器直接階段或者數(shù)據(jù)信息采樣等方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致斷路器失靈，發(fā)揮重合閘保護(hù)功能，在智能變電站控制電路中，不同線路控制裝置和間隔保護(hù)測量通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換，還可通過點(diǎn)對點(diǎn)連接來控制智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單元合并、信息傳輸?shù)裙δ埽瓿芍苯犹l和數(shù)據(jù)采樣，不用通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能變電站斷路保護(hù)。同時(shí)，智能變電站母線和主干電路中電子式互感器可以通過相關(guān)電壓信號，連接各個(gè)合并單元以后，通過數(shù)據(jù)打包形式來處理智能變電站數(shù)據(jù)，被保護(hù)測控裝置和SV 網(wǎng)絡(luò)通過通信光纖來傳輸信號，并且通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)來傳輸測控裝置接入間隔信息。

3.3母聯(lián)保護(hù)

智能變電站的母聯(lián)分段保護(hù)設(shè)置和線路保護(hù)設(shè)置有很多相似之處，在設(shè)置分段保護(hù)裝置時(shí)，將智能變電站終端設(shè)備和合并單元連接起來，不利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)跳閘和直接采樣，這樣可實(shí)現(xiàn)智能變電站的母聯(lián)保護(hù)跳閘。同時(shí)，結(jié)合智能變電站的運(yùn)行特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，智能變電站的分段保護(hù)必須采用單套配置方式，從而實(shí)現(xiàn)對智能變電站的準(zhǔn)確測控和安全保護(hù)。當(dāng)前，智能變電站的分段保護(hù)跳閘主要采用點(diǎn)對點(diǎn)直接跳閘方式，利用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)對各個(gè)保護(hù)分段實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)。

4　提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的策略

4.1變壓器保護(hù)方法

輸電系統(tǒng)在建設(shè)的過程中，都會對輸電線路的電壓承載能力進(jìn)行事先的計(jì)算和限定，實(shí)際電壓無論是超過輸電線路的電壓承載能力還是低于承載能力，都會對輸電線路造成一定的損害。這是就需要變壓器系統(tǒng)對經(jīng)過輸電線路的電流進(jìn)行一定的處理，使得電壓額度處于輸電線路的限定值內(nèi)，因此變壓器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，對于變電站繼電保護(hù)同樣發(fā)揮極其關(guān)鍵的效力。為了保證智能變電站中繼電保護(hù)的可靠性，必須采用分布式的配置方式推進(jìn)變壓器實(shí)時(shí)的對差動(dòng)功能的繼電保護(hù)。

4.2電壓限定

電力系統(tǒng)中的智能變電站在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，受到電流等我不環(huán)境的制約，使得外部斷路現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，進(jìn)而將會導(dǎo)致實(shí)際電流超過負(fù)荷要求的情況，浙江嚴(yán)重影響變電站的正常運(yùn)行，可能致使跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而對繼電保護(hù)的可靠性產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。所以，應(yīng)該采用電壓限定延時(shí)的方法，對線路中經(jīng)過的電流量進(jìn)行有效的計(jì)算，在發(fā)生實(shí)際電流量超過負(fù)荷值時(shí)，及時(shí)的向管理系統(tǒng)傳遞信息，使得管理系統(tǒng)化能夠在第一時(shí)間內(nèi)接受到發(fā)生故障的具體信息，做出一定的方案策略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對變電站中繼電保護(hù)可靠性的提高。

5　結(jié)束語

總之，智能電網(wǎng)獲取當(dāng)前的發(fā)展，其中起重要作用的節(jié)點(diǎn)之一就是智能變電站。而繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展至今，智能電網(wǎng)的作用毋庸置疑，所以為了促使其獲得良好發(fā)展，變電站的維修技術(shù)改革存在重大意義，真正意義上確保智能變電站能過實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

［1］劉會永. 關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)配置的幾點(diǎn)思考［J］. 硅谷，2014，04（20）：185.