PLC構(gòu)件模式下的繼電保護(hù)系統(tǒng)核心研究

吳 量安徽池州九華發(fā)電公司發(fā)電部，安徽池州 247103

PLC構(gòu)件模式下的繼電保護(hù)系統(tǒng)核心研究

吳 量
安徽池州九華發(fā)電公司發(fā)電部，安徽池州 247103

目前，可編程控制器（PLC）憑借其組態(tài)靈活、可靠性高、便于調(diào)試及易編程等優(yōu)勢，在各行業(yè)相關(guān)控制領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本文以PLC構(gòu)件為基礎(chǔ)，探討繼電保護(hù)系統(tǒng)處于核心地位的內(nèi)容施加調(diào)試，以此為相關(guān)應(yīng)用研究提供理論支撐。

PLC；繼電保護(hù)系統(tǒng)；二次設(shè)備

伴隨當(dāng)今設(shè)備工業(yè)體系應(yīng)用技術(shù)的深入發(fā)展，智能化已然成為新時代的風(fēng)向標(biāo)，而對于當(dāng)前電網(wǎng)體系而言，智能電網(wǎng)建設(shè)已然成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和方向，智能變電站作為整個智能電網(wǎng)當(dāng)中的重要構(gòu)成部分，已然成為新世紀(jì)以來我國整體電網(wǎng)建設(shè)的核心趨勢。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)形式的變電站存在較大差別，而二者在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)采集方面表現(xiàn)更為明顯［1］。對于智能變電站而言，其電氣設(shè)備在構(gòu)成上主要有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、合并單元及智能終端等，而各個子系統(tǒng)在性能、特點及功能方面的具體狀況，則直接作用于智能變電站安全運行。

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)基礎(chǔ)配置分析

智能變電站相應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試方面所用結(jié)構(gòu)為三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其三層即為站控層、過程層設(shè)備及間隔層；而兩網(wǎng)就是站控層網(wǎng)絡(luò)及過程層網(wǎng)絡(luò)。就智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)而言，其主要包括兩種方式，即為GOOSE和MMS，GOOSE網(wǎng)絡(luò)將各個保護(hù)設(shè)備間所發(fā)出的控制分合、聯(lián)鎖及閉鎖等命令，向智能終端進(jìn)行傳送。而繼電保護(hù)系統(tǒng)性能及反應(yīng)能力，則由數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量來決定，此點則相同于傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)當(dāng)中的二次回路。在職整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中，交換機(jī)乃為其核心，其自帶有端口自由鏡像，另外，其還具有諸多功能類型，諸如告警功能測試、安全功能測試、廣播風(fēng)暴抑制、報文優(yōu)先級QoS及VLan劃分功能等；而這些功能在可靠程度方面的高低，則決定著智能變電站在穩(wěn)定性及安全水平的高低。

從智能變電站結(jié)構(gòu)圖當(dāng)中可知，其間隔層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為雙星型拓?fù)洌饕饔脼閷OOSE及MMS報文開展實時傳送，利用其它形式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，促使各個設(shè)備間隔及站控層之間，就網(wǎng)絡(luò)通訊完成建立，最終促使人機(jī)交流的實現(xiàn)。對其其中的過程層而言，其在具體的組網(wǎng)方式方面，則劃分依據(jù)為電壓級別，比如220kV及1lOkV電壓而言，在設(shè)置上，則由SV網(wǎng)及GOOSE網(wǎng)共同完成，其在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方面，則采用結(jié)構(gòu)為星形，而對于間隔智能終端和繼電保護(hù)設(shè)施而言，則采用的是GOOSE且采用直跳方式來實現(xiàn)，針對各種應(yīng)用實現(xiàn)，如各項設(shè)備位置和狀態(tài)、啟動、失靈及閉鎖信息等，則采用GOOSE，于各自之間開展傳送及互換操作；而對于合并單元和繼電保護(hù)設(shè)施在信息采集而言，則采用SV并予以直采方式來完成，利用SV網(wǎng)絡(luò)，將諸如電流采樣信息、電壓采樣信息、故障錄波器及網(wǎng)絡(luò)分析儀等信息開展傳送工作。對于站控層校而言，則采用方法為SNTP網(wǎng)絡(luò)校時，采用1588協(xié)議及硬接點的方式，實現(xiàn)過程層和間隔層在設(shè)備之間的有效銜接，此種接入方式可達(dá)到光纖B碼在同步校時方面的實現(xiàn)，然而，此種功能在實施方面需相關(guān)設(shè)備給予支撐［2］。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)核心內(nèi)容的調(diào)試

1）繼電保護(hù)系統(tǒng)在電流采集及電壓檢測方面的調(diào)試。智能變電站采用數(shù)字化對測試儀施加保護(hù)，運用保護(hù)設(shè)備光纖直采口，將合并單元相應(yīng)光數(shù)字量予以輸入，并對保護(hù)的靈敏性、可靠性及精確度進(jìn)行校驗。此外，就繼電保護(hù)而言，其同樣要求跨間隔數(shù)據(jù)，可運用兩根光纜，將各種處于間隔狀態(tài)的相應(yīng)合并單元光數(shù)字量同時輸入，以此對數(shù)字電壓及電流數(shù)據(jù)在采集方面得以完成。

2）繼電保護(hù)輸出保護(hù)設(shè)備的調(diào)試。機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)相應(yīng)保護(hù)設(shè)備光纜，始于直跳口處，且向智能終端實施傳送，且將系統(tǒng)跳閘命令予以下達(dá)，而后利用GOOSE組網(wǎng)口，將處于各級設(shè)備之間所存在的聯(lián)閉鎖信號進(jìn)行輸送，采用保護(hù)設(shè)備，檢驗GOOSE報文所輸出的相應(yīng)信號，從而促使傳送信號在及時性及準(zhǔn)確性得以保證；采用GOOSE虛端子表，對GOOSE報文所輸出的相應(yīng)信號提供支撐，促使各種信號在對應(yīng)檢驗方面均可實現(xiàn)。本次研究所采用的繼電保護(hù)測試系統(tǒng)，實質(zhì)乃為單間隔保護(hù)。

運用已有的試驗儀，將一定量的電流及電壓，向合并單元進(jìn)行輸送，在此期間，需對單間隔保護(hù)設(shè)備加壓后的相位角是否相同于相位角進(jìn)行觀測，此外，還需檢測電流采樣及電壓采樣，還需就二者所存在的差距是否與非倍數(shù)周期相符進(jìn)行觀測；依據(jù)設(shè)計圖當(dāng)中的相應(yīng)設(shè)備連接及電路構(gòu)成，將定量的電流及電壓再次輸送，然后則采用網(wǎng)絡(luò)分析儀，就其電流及電壓在具體的波形方面突變狀況存在與否實施檢測；檢測電流及電壓采樣，另外，對所存在差距在整數(shù)周期倍數(shù)方面是否相符進(jìn)行觀測，采用此方法，對單間隔保護(hù)設(shè)備具體的電壓及電流同步與否實施檢測。通過對各種間隔數(shù)據(jù)在具體的同步性方面開展檢驗及校隊工作，可對保護(hù)跨間隔信息具有重要的促進(jìn)作用，依據(jù)圖3當(dāng)中裝置之間的連接構(gòu)成，選用傳統(tǒng)的保護(hù)測試儀，同時驗證各種間隔相應(yīng)合并框

架下的單元電流量，并及其差值在非倍數(shù)周期方面的符合情況進(jìn)行檢測，從而可實現(xiàn)為電流采樣及電壓采樣在同步性方面提供保證的目的。

3）繼電保護(hù)在檢修狀態(tài)方面的測試分析。如若保護(hù)設(shè)備和智能終端在具體的檢測狀態(tài)存在差異狀況時，則智能終端就會自動鎖定在閉鎖狀態(tài)，如若二者檢修狀態(tài)相同，則此時的智能終端，在工作運行方面則為安全。如若保護(hù)設(shè)備和合并單元在具體的檢修狀態(tài)相同，則保護(hù)裝置在運行工作方面也為安全。若保 護(hù)裝置、合并單元及智能終端在具體的檢修狀態(tài)方面均存在差異，則系統(tǒng)當(dāng)中的斷路器便會始終處于相應(yīng)短路狀態(tài)，若三者相同，則保護(hù)裝置為安全，此時，斷路器便會完成自動跳閘操作。如若組合保護(hù)設(shè)備、投退智能終端及合并單元，便可將多種保護(hù)裝置相應(yīng)試驗予以實現(xiàn)。針對智能變電站而言，其主要采用光纜，對電流、電壓及指令等信息實施傳輸，而其在整個繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中作用也同樣凸顯，對于系統(tǒng)當(dāng)中的光纖回路試驗而言，其同樣具有突出作用，其類似于傳統(tǒng)變電站當(dāng)中的電纜絕緣。其在具體的操作內(nèi)容主要為：首先，需對各個光纜芯，開展收發(fā)器件功率方面的測試工作，備用芯測試也包含其中。另外，測試誤碼率及光通道衰耗，且詳細(xì)記錄，核對各條光纜芯對應(yīng)的斷鏈警告信號。比如220kV線路間隔，合并單元乃為其線路保護(hù)，其中的接收母差，則會對設(shè)備異常、智能終端GOOSE中斷及GOOSE中斷提供相應(yīng)保護(hù)。

3 結(jié)論

伴隨當(dāng)今在電力設(shè)備及供電技術(shù)的不斷發(fā)展，對于傳統(tǒng)形式的變電站繼電保護(hù)設(shè)備而言，其在具體的調(diào)試方法方面，主要對智能化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)具體性能開展檢驗，而在結(jié)果可靠性方面則難以保證，也不能對智能電網(wǎng)健康運行提供保證，至此，需將與智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)在具體的調(diào)試內(nèi)容方面進(jìn)行合理選擇。本文通過對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)在具體的調(diào)試方法進(jìn)行分析，從而探討電力系統(tǒng)機(jī)電保護(hù)的核心內(nèi)容及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以此為后續(xù)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)有效更新及完善提供理論支撐。

［1］羊世勇.水電站繼電保護(hù)裝置管理存在的問題及核心對策分析［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2015，44（12）：26-28.

［2］韓緒鵬，李道霖.基于職業(yè)能力的高職繼電保護(hù)與自動化專業(yè)課程體系構(gòu)建探討［J］.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，12（3）：99-101.

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1674-6708（2016）168-0191-01

吳量，安徽池州九華發(fā)電公司發(fā)電部。