智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

向鳳鳴

(陜西省地方電力集團(tuán)有限公司安康供電分公司,陜西安康 725000)

近年來,我國電力技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)水平不斷提升,電力傳輸結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,一方面,電力傳輸體系分支不斷增加,電力供應(yīng)區(qū)域面積逐步擴(kuò)大;另一方面,電力傳輸?shù)陌踩Ｕ瞎ぷ?始終是行業(yè)關(guān)注的核心,智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的出現(xiàn),在一定程度上突破了傳統(tǒng)電力傳輸?shù)慕d,為社會電力傳輸平臺的優(yōu)化提供了良好的保障。

1 智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計原理

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng),是基于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上,將計算機(jī)智能化程序融合在其中,當(dāng)電力傳輸過程中,如果繼電器電流供應(yīng)值超出了繼電器的承受最大值繼電保護(hù)裝置自動切斷電力傳輸機(jī)構(gòu),避免線路傳輸值過大,造成短路或者回路情況發(fā)生的保護(hù)性裝置。由于智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)采用智能化程序替代傳統(tǒng)半智能的繼電保護(hù)裝置,而智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)程序化設(shè)計,自然也就繼承了計算機(jī)智能運算、信息程序化處理的優(yōu)勢,因此,系統(tǒng)檢測的靈敏度較高,

1.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)兩部分。

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)可以分為：智能斷路器、智能檢測終端、繼電器保護(hù)可視化系統(tǒng)幾部分,其中智能斷路器主要負(fù)責(zé)線路調(diào)節(jié),確保智能繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)命令得到執(zhí)行;電子式互感器、智能檢測終端,是負(fù)責(zé)對繼電器線路傳輸情況傳輸;可視化系統(tǒng),主要用于人機(jī)對話交流,為電力運維人員了解電路信息提供了程序交流窗口。

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以分為站控層、監(jiān)控層、以及過程層,其中站控層與外部原件的關(guān)聯(lián)最為緊密,通過人際交互窗口、通訊裝置等,管理控制間隔層、過程層設(shè)備等功能,形成全站監(jiān)控、管理中心,并遠(yuǎn)方監(jiān)控/調(diào)度中心通信;監(jiān)控層是由多個二次子系統(tǒng)組成,該部分的運作,正是借助智能繼電保護(hù)應(yīng)用光纖、尾攬等取代傳統(tǒng)的二次電纜的優(yōu)勢,構(gòu)建相對獨立的繼電信息能監(jiān)控平臺,確保繼電器線路傳輸?shù)母櫛O(jiān)控,而過程層則是在外部智能終端、合并單元的作用下,執(zhí)行繼電保護(hù)的操控命令,實現(xiàn)繼電保護(hù)程序正常傳輸。

2 智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)應(yīng)用

結(jié)合以上對智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論探究,對智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)具有初步了解,結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計程序,對智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)應(yīng)用分析。

2.1 系統(tǒng)調(diào)試

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要可以概括為“三層兩網(wǎng)”。為了實現(xiàn)智能化繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)發(fā)揮較好的電力傳輸保護(hù)效果,做好系統(tǒng)調(diào)試是基礎(chǔ)性工作。

首先,對繼電器保護(hù)功能和性能的調(diào)試。例如：確定繼電器電力傳輸?shù)淖畲笾?繼電器所能承受的外接子線數(shù)量等,都是繼電器保護(hù)功能和性能調(diào)試的內(nèi)容。其次,確定系統(tǒng)檢測值,假設(shè)某線路傳輸達(dá)到6000V時,是繼電器所能承受的最高值,則將該區(qū)域的智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的精確測度值為定位6000V;最后,確定系統(tǒng)調(diào)配工具。一般而言,智能繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試工具,采用NI P工具,對系統(tǒng)過程層進(jìn)行調(diào)試,運用Prate800C,對站控層、監(jiān)控層實行模型文件信息調(diào)試,當(dāng)系統(tǒng)調(diào)試達(dá)到三層調(diào)控數(shù)值一致,即達(dá)到了智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)調(diào)控的標(biāo)準(zhǔn)[1]。

值得注意的是,智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的調(diào)試階段,必須是在保持電力傳輸系統(tǒng)零度傳輸狀態(tài)下,進(jìn)行繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)調(diào)節(jié)監(jiān)控,才能達(dá)到保障系統(tǒng)準(zhǔn)確性的作用,同時,也要注意系統(tǒng)調(diào)控時,主變間隔配置的保護(hù)距離有效掌控,才能確保系統(tǒng)調(diào)控,能夠有效發(fā)揮繼電保護(hù)傳輸?shù)淖饔谩?/p>

2.2 自動化程序信息配置

自動化程序信息配置,也是智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。

其一,按照變電站的線路圖,設(shè)定變電站自動化系統(tǒng)所需監(jiān)控的繼電保護(hù)控制點。智能化繼電保護(hù)系統(tǒng)就好比一個大的數(shù)據(jù)信息庫,按照變電站的線路圖,設(shè)定繼電保護(hù)的控制點,能夠?qū)⒗^電保護(hù)大網(wǎng)絡(luò)中的信息進(jìn)一步確定,縮小了機(jī)電系統(tǒng)的保護(hù)范圍,從而增加了系統(tǒng)保護(hù)的準(zhǔn)確性。

其二,自動義程序?qū)崒嵭欣^電保護(hù)信息控制,在繼電保護(hù)模塊中生成IED模塊,確定自動化處理的范圍,達(dá)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)試與繼電保護(hù)信息識別監(jiān)控的效果。智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)中的I E D模塊,就相當(dāng)于智能繼電保護(hù)裝置中的引線,它將過程層操控信息,傳輸給間隔層,再將間隔層信息傳輸給監(jiān)控層,I E D模塊在每一個階段都收集部分信息,一旦繼電保護(hù)裝置的某一層面發(fā)出繼電安全警告,IED就可以將其信息帶給其他另部分,從而實現(xiàn)了繼電保護(hù)信息的信息同一化控制[2]。

2.3 構(gòu)建虛擬信息傳輸結(jié)構(gòu)

構(gòu)建虛擬信息傳輸結(jié)構(gòu),是智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)在實際中應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)。

從智能化系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行分析,智能信息監(jiān)控結(jié)構(gòu)可以描述為：智能繼電保護(hù)系統(tǒng)將動態(tài)信息分別傳輸裝置動態(tài)工具組、地域性監(jiān)控平臺、IEC61580裝置,核心控制工具同時進(jìn)行繼電保護(hù)“命令”傳輸,系統(tǒng)又同時接收到線路信息傳輸?shù)谋O(jiān)控信息,實現(xiàn)繼電器線路傳輸信息重復(fù)性覆蓋,最后,構(gòu)建為一個區(qū)域線路傳輸保護(hù)控制結(jié)構(gòu),一旦電路信息傳輸過程中,出現(xiàn)繼電器傳輸故障,系統(tǒng)將會第一時間運用數(shù)字式繼電保護(hù)裝置就會啟動調(diào)試儀,實行信息調(diào)控,如果繼電器保護(hù)的信息調(diào)試數(shù)據(jù)波穩(wěn)定,則說明繼電器保護(hù)處于正常運作狀態(tài);反之,如果繼電器保護(hù)的信息調(diào)試數(shù)據(jù)波起伏較大,則說明繼電器保護(hù)裝置已經(jīng)啟動線路故障攔截裝置。構(gòu)建虛擬信息傳輸結(jié)構(gòu)時,系統(tǒng)線路檢測工具將對過程層發(fā)出驗證信息,實行繼電器故障檢驗。此時,控制層外部繼電保護(hù)已經(jīng)處于開路狀態(tài)。

從智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)模塊轉(zhuǎn)換的角度進(jìn)行分析。首先,站控層控制終端按照繼電保護(hù)是實際情況,發(fā)出虛擬終端自連信號,由IED攜帶虛擬信號,與過程層中已存在的孤立IED交換傳輸信息;其次,將整合的信息由其中一個I E D繼續(xù)傳輸?shù)奖O(jiān)控層中,監(jiān)控層將外部信息完全編入到設(shè)置導(dǎo)入文件中。最后,終端控制裝置,按照已經(jīng)整理成型的命令操作,繼電保護(hù)監(jiān)控信息逐一輸出。此時,我們就可以拖過人機(jī)交換對話獲得監(jiān)控操作的最終信息,繼續(xù)按照反饋信息重復(fù)機(jī)保護(hù)監(jiān)控命令,實行繼電保護(hù)循環(huán)式監(jiān)控。

2.4 程序檢測分析

智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,程序檢測分析,是智能繼電保護(hù)裝置的最后步驟[3]。

一方面,程序按照繼電保護(hù)程序操作的基本流程,實行智能繼電保護(hù)系統(tǒng)程序劃分,如果繼電器保護(hù)在運作中沒有出現(xiàn)線路故障,則繼續(xù)進(jìn)行程序運作,否則系統(tǒng)將程序故障信息導(dǎo)入后臺,進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)信息聯(lián)調(diào)。

另一方面,智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng),按照程序交換機(jī)發(fā)出的程序信號,規(guī)劃繼電保護(hù)空間間隔距離,同時,智能繼電保護(hù)系統(tǒng),盡量保持系統(tǒng)檢測的母線線路傳輸信號,與子線之間的距離間隔處于層級式對接,這樣,一旦繼電保護(hù)的信號傳輸距離,超出了公共信號傳輸間隔距離,智能繼電保護(hù)程序就會向終端間隔層發(fā)出安全警報,間隔層光纖迅速外部操控信息,切斷繼電器的傳輸電路,達(dá)到保護(hù)繼電器的作用,這也是完成智能繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)監(jiān)控一個周期循環(huán)。

3 結(jié)語

綜上所述,智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用分析,是促進(jìn)社會電力供應(yīng)體系不斷優(yōu)化創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,以智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)設(shè)計原理與結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),將該技術(shù)的應(yīng)用分為系統(tǒng)調(diào)試、自動化系統(tǒng)信息配置、構(gòu)建虛擬信息傳輸結(jié)構(gòu)、以及程序檢測分析四部分,實現(xiàn)了智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的綜合解析,因此,智能繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用的研究,將為我國現(xiàn)代電力傳輸安全保障帶來切實性的技術(shù)。

[1] 周星辰,吳天一.220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動化[J/OL].電子技術(shù)與軟件工程,2017,(18)：130.[2017-09-27].

[2] 黃彥婕.電力系統(tǒng)中智能變電站的繼電保護(hù)技術(shù)[J/OL].電子技術(shù)與軟件工程,2017,(18)：245.[2017-09-27].

[3] 鄭飛.變電站綜合自動化微機(jī)繼電保護(hù)的相關(guān)分析[J/OL].電子測試,2016,(20)：112-113.[2016-12-01].