繼電保護(hù)二次回路在智能變電站中的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

葉蒙 沈潔

摘 要：我國綜合國力的提升，推動了電力行業(yè)的長足發(fā)展，智能變電站的核心在于“智能”二字，而“智能”二字的實(shí)現(xiàn)，往往離不開眾多高精尖設(shè)備的運(yùn)用。當(dāng)前，集尖端、穩(wěn)靠、集成、低碳為一體的智能電力設(shè)備已經(jīng)成為智能變電站基礎(chǔ)框架的重要構(gòu)成。二次回路在變電站運(yùn)行工作中起著較為關(guān)鍵的作用，在運(yùn)行過程中若二次回路發(fā)生了故障會直接影響到設(shè)備運(yùn)行，不僅如此，二次回路發(fā)生故障也將對整個社會造成不良影響。由于二次回路主要是進(jìn)行連接二次設(shè)備的功能，因此一旦發(fā)生事故其影響的范圍極廣甚至?xí)?dǎo)致變電站的一次設(shè)備損壞從而大面積停電。而二次回路的結(jié)構(gòu)又較為復(fù)雜，一些潛在安全問題無法直接察覺，同時針對二次回路的檢查工作，需要在完全通電的情況下進(jìn)行，這就需要專業(yè)人員進(jìn)行故障排查和檢修工作。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);二次回路;智能變電站;設(shè)計(jì)

引言

在智能變電站二次回路設(shè)計(jì)與施工過程中，通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的是IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)，建立在GOOSE通信傳輸機(jī)制與SMV采樣傳輸機(jī)制的基礎(chǔ)上，來進(jìn)行二次設(shè)備之間的聯(lián)動。在智能變電站二次回路建設(shè)階段中，一次設(shè)備的測試與保護(hù)電纜已經(jīng)慢慢地被光纖所替代，可以緩解電纜敷設(shè)與安裝工作。和常規(guī)電路相比，運(yùn)用光纜可以很好地解決長時間影響二次回路保護(hù)裝置的CT開路與PT短路方面的問題，另外也不必考慮多點(diǎn)接地與電磁干擾因素的影響，從根本上來提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。然而在具體設(shè)計(jì)與施工的時候，因?yàn)檫\(yùn)用智能通信網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)二次回路，設(shè)備之間也不會出現(xiàn)顯著的物理斷開點(diǎn)，所以在設(shè)備檢修的時候，也難以進(jìn)行物理隔離。

1智能變電站繼電保護(hù)維護(hù)層

（1）數(shù)據(jù)采集層。繼電保護(hù)運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集層主要是運(yùn)用IEC61850采集模塊，GOOSE、SV以及終端壓板的信息都會通過采集模塊接收。而MMS、GOOSE、SV報(bào)文信息則通過報(bào)文采集和分析模塊進(jìn)行采集和在線檢驗(yàn)，通過比對SCD文件，對其一致性作出判斷。（2）數(shù)據(jù)應(yīng)用層。數(shù)據(jù)應(yīng)用層由二次回路模塊及其監(jiān)測模塊以及保護(hù)設(shè)備的監(jiān)測模塊構(gòu)成。主要作用是進(jìn)行端口、鏈路、報(bào)文、設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)分析，通過分析獲得二次回路各個終端的狀態(tài)。同時，還可以處理IEC61850上級模塊報(bào)送的信號，通過狀態(tài)分析、越限判定、走勢預(yù)測等綜合評價，從而實(shí)時地確定設(shè)備的情況，判斷設(shè)備是否需要維護(hù)和檢修。（3）數(shù)據(jù)展示層。數(shù)據(jù)展示層主要作用是通過畫面、告警顯示、光標(biāo)閃爍等方式提示用戶進(jìn)行人機(jī)交互操作。

2三相不一致及信號回路設(shè)計(jì)

綜自站斷路器和隔離、接地開關(guān)不僅要提供各類報(bào)警信號接點(diǎn)來給監(jiān)控系統(tǒng)的測控裝置，實(shí)現(xiàn)信號的遠(yuǎn)傳，另外在匯控柜內(nèi)設(shè)置了各類報(bào)警信號的指示燈;因?yàn)闄C(jī)構(gòu)之內(nèi)初始化的報(bào)警信號僅一個，為了達(dá)到就地指示和信號的遠(yuǎn)傳，在匯控柜之內(nèi)還得要增添中間重動繼電器。智能變電站運(yùn)用智能終端，智能終端來就地安裝在匯控柜內(nèi)，智能終端所采集的斷路器、刀閘開關(guān)部位狀態(tài)信號和報(bào)警信號，運(yùn)用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來遠(yuǎn)傳信號，全部信號都可以顯示在調(diào)度端上，所以便可以將匯控柜內(nèi)的信號指示燈取消并中間重動繼電器。

3智能變電站繼電保護(hù)二次回路的實(shí)施

對輸變電工程智能變電站繼電保護(hù)二次回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)備布置時，保護(hù)裝置要配置相應(yīng)的保護(hù)柜及面柜，輸變電工程采用2面保護(hù)柜，母線保護(hù)采用2臺面柜。控制電纜采用多芯控制電纜，具有一定數(shù)量的備用線芯，可以保障電纜的工作，電纜的線芯滿足控制回路電流的要求。二次回路中保護(hù)設(shè)備的選取要滿足自動運(yùn)行的要求，輸變電工程配置不同原理作用的保護(hù)裝置2套，保障獨(dú)立的保護(hù)功能，并且2套裝置之間不存在相互干涉的情況，2套保護(hù)裝置分別配置相應(yīng)的合并單元，采用共同的電流互感器二次繞組電路接入母線保護(hù)電路。控制信號設(shè)備的選擇依據(jù)電路的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行，繼電器電壓為母線電壓的1.1倍，保證電流的工作范圍。智能終端斷路器配置2套，保證站控層繼電保護(hù)設(shè)備的通信，相互之間采用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。對于控制電纜的選擇，要采用銅芯導(dǎo)線，采用多芯電纜，并且具有一定數(shù)量的備用線芯，依據(jù)電路設(shè)計(jì)的電流值對控制電纜的線芯規(guī)格進(jìn)行合理的選擇。端子排要具有良好的防潮性能，可以穩(wěn)定地運(yùn)行，在進(jìn)行安裝時，核對端子排的接線及與外圍設(shè)備的連接狀態(tài)，端子箱、控制柜等直流與交流電路的連接，不得連接在同一端子排上，端子排的連接是繼電保護(hù)二次回路發(fā)揮作用的重要保證，在進(jìn)行接線時，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖施工，并做好相應(yīng)的標(biāo)識。

4處理直流回路出現(xiàn)的缺陷

從專業(yè)角度來講，若在系統(tǒng)的內(nèi)部其中一個支路的電流斷開后其接地母線的電壓呈上升狀態(tài)，則證明這一支路屬于直流電路。針對接地支路接地點(diǎn)的檢測工作中，需要由室外到室內(nèi)依次進(jìn)行檢測，檢測工作是由舊設(shè)備檢測到新設(shè)備的檢測。若直流電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象，首先要分析其具體的短路原因。以下兩種狀況是導(dǎo)致直流電源短路的主要原因：（1）人為觸碰導(dǎo)致直流電路短路。若是在人為觸碰到直流電路時發(fā)生了電源短路，則可以結(jié)合相應(yīng)的情況進(jìn)行具體的分析討論，找出原因最終制定出合理有效的系統(tǒng)設(shè)備以及保護(hù)技術(shù)，從而保證電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要。（2）連接回路線出現(xiàn)錯誤。若工作人員在進(jìn)行連接回路線的過程中出現(xiàn)錯誤，則需要在完成二次回路接線工作后，利用正負(fù)電源的電阻來有效減少連接錯誤的狀況。針對這一問題的處理，應(yīng)提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，在發(fā)生故障時，專業(yè)的技術(shù)人員可以及時地從專業(yè)角度來判斷事故產(chǎn)生的原因，找尋解決辦法。

5保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)險擴(kuò)散模型

保護(hù)系統(tǒng)故障風(fēng)險往往也是由部分裝置的故障風(fēng)險引起的。本模型中故障風(fēng)險主要有：（1）信息流的發(fā)送端裝置（合并單元、保護(hù)裝置等）存在不能將信息有效發(fā)送到對側(cè)裝置的風(fēng)險;（2）接收到信息的裝置（保護(hù)裝置、智能終端等）存在不能正確做出響應(yīng)的風(fēng)險，如保護(hù)裝置拒動。當(dāng)裝置發(fā)生故障風(fēng)險如時，其功能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生了不確定性。若在保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)險沒有排除的情況下，風(fēng)險事件進(jìn)一步擴(kuò)大，將對保護(hù)系統(tǒng)可靠性造成更嚴(yán)重的影響。按照裝置之間的依賴強(qiáng)度，對與發(fā)生風(fēng)險的裝置有關(guān)聯(lián)的無風(fēng)險的裝置以一定的概率感染故障風(fēng)險，接下來保護(hù)進(jìn)程因自身感染風(fēng)險裝置數(shù)量增加而使得自身風(fēng)險負(fù)荷增加，當(dāng)保護(hù)進(jìn)程達(dá)到一定風(fēng)險負(fù)荷時，造成故障的發(fā)生，運(yùn)行人員無法在保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行在具有故障風(fēng)險的情況下對裝置風(fēng)險進(jìn)行排除，風(fēng)險擴(kuò)散模型中表現(xiàn)為保護(hù)進(jìn)程無法恢復(fù)感染風(fēng)險的裝置。因此，保護(hù)系統(tǒng)故障風(fēng)險受到裝置間功能關(guān)聯(lián)和保護(hù)進(jìn)程-裝置執(zhí)行關(guān)聯(lián)共同影響。

結(jié)語

總而言之，智能變電站隨著自動化設(shè)備的接入應(yīng)用越來越廣泛，對于智能變電站電路的保護(hù)至關(guān)重要。文中依據(jù)輸變電工程的智能變電站結(jié)構(gòu)，采用繼電保護(hù)二次回路的方式對智能變電站進(jìn)行保護(hù)。依據(jù)無人化的設(shè)計(jì)要求，對繼電保護(hù)二次回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)及施工，通過繼電保護(hù)二次回路可以對變電站設(shè)備進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，并對信號進(jìn)行及時的處理，依據(jù)相關(guān)指令，完成設(shè)備的自動復(fù)位重啟，保證了智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了繼電保護(hù)的適應(yīng)性，為電力保障提供了可靠的方式。

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