智能化變電站繼電保護(hù)調(diào)試及應(yīng)用探究

潘曉丹

摘要：隨著智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，智能變電站的投運(yùn)數(shù)量也越來越多，智能變電站具有“一次設(shè)備智能化、全站信息數(shù)字化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化”等一系列的特征。保護(hù)系統(tǒng)裝置作為整個(gè)電網(wǎng)最重要的二次設(shè)備之一，其可靠性也越來越得到整個(gè)社會(huì)普遍的重視。對(duì)智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試及應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);調(diào)試;應(yīng)用

智能變電站是采用智能化信息采集、傳輸、處理和輸出方式的變電站，應(yīng)用智能化的設(shè)備，并建立網(wǎng)絡(luò)化的通信系統(tǒng)，采用自動(dòng)化的管理模式。智能變電站具有較強(qiáng)的抗干擾能力，監(jiān)控更全面、操作更便利、功能更豐富。在智能變電站中，繼電保護(hù)系統(tǒng)是十分重要的組成部分，其運(yùn)行效率與變電站的整體運(yùn)行效率直接相關(guān)，所以要采取有效的調(diào)試方法，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)可充分發(fā)揮作用。

1 智能變電站繼電保護(hù)關(guān)鍵元件

智能變電站的一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)了智能化，二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，智能化的電子設(shè)備以及光纖通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)變電站繼電保護(hù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。統(tǒng)一的IEC-61850 協(xié)議規(guī)定智能變電站需采取分層模式，構(gòu)建了站控層、間隔層、過程層，影響智能變電站繼電保護(hù)可靠性的關(guān)鍵元件主要是電子式互感器、合并單元、 交換機(jī)、智能終端、同步時(shí)鐘源。電子式互感器的范圍比較廣，包括了非常規(guī)或半常規(guī)的互感器，光纖通信可以使電子互感器與智能設(shè)備直接通信，電子式互感器沒有鐵芯，避免了電磁飽和與鐵磁諧振，測(cè)量更加準(zhǔn)確，精確度高，反應(yīng)迅速，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。 合并單元是為了配合互感器與智能設(shè)備通訊而產(chǎn)生的，常規(guī)變電站保護(hù)裝置采樣是通過二次電纜直接接入電壓或電流互感器，再由保護(hù)裝置內(nèi)部進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、采樣值計(jì)算，智能變電站保護(hù)裝置直接接收合并單元的數(shù)字量。智能變電站的數(shù)據(jù)傳輸是基于SV、GOOSE 網(wǎng)絡(luò)的，交換機(jī)搭建的網(wǎng)絡(luò)可以替代傳統(tǒng)電纜，交換機(jī)是連接變電站各個(gè)智能單元的橋梁，為各元件提供傳輸通道，并且分配合理的帶寬，保證高效的數(shù)字量傳輸。在常規(guī)變電站中，保護(hù)裝置通過電纜與斷路器連接，裝置內(nèi)部插件的出口繼電器閉合，斷路器可以實(shí)現(xiàn)分、合閘，在智能變電站中，保護(hù)裝置通過 GOOSE 傳輸使智能終端收到保護(hù) 裝置跳合閘命令，避免了電纜的使用。 精準(zhǔn)統(tǒng)一的時(shí)鐘源是智能變電站二次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行不可缺少的條件，應(yīng)采用GPS 或北斗作為基準(zhǔn)時(shí)鐘源，各二次設(shè)備有統(tǒng)一時(shí)標(biāo)的采樣、控制、信號(hào)等。

2 智能站繼電保護(hù)調(diào)試及應(yīng)用

智能變電站繼電保護(hù)應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性的要求，在滿足這四個(gè)要求的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)提高繼電保護(hù)的智能化水平，從而實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)整體功能的提升。智能變電站繼電保護(hù)的特點(diǎn)是直采直跳，也就是直接采樣、直接跳閘，直接采樣是指保護(hù)裝置不經(jīng)過交換機(jī)而是以光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式 進(jìn)行采樣值傳輸;直接跳閘是指保護(hù)裝置不經(jīng)過交換機(jī)而是以光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行跳合閘信號(hào)的傳輸，保護(hù)裝置之間的閉鎖和啟失靈等信號(hào)通過 GOOSE 組網(wǎng)的方式。保護(hù)裝置的各項(xiàng)功能應(yīng)滿足可靠性的要求，包括智能終端、合并單元、交換機(jī)等，裝置內(nèi)部的各個(gè)元器件損壞均不能造成保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)，保護(hù)裝置的各項(xiàng)功能也不能由外部裝置來實(shí)現(xiàn)。保護(hù)裝置與合并單元、智能終端等二次設(shè)備之間通過 GOOSE 組網(wǎng)傳輸，雙重化配置的保護(hù)裝置之間應(yīng)相互獨(dú)立，不進(jìn)行信息交互，保護(hù)裝置應(yīng)接入站內(nèi)間隔層與站控層，確保保護(hù)裝置的動(dòng)作信息、故 障錄波等信息上傳，實(shí)現(xiàn)變電站故障信息的綜合分析決策。繼電保護(hù)“四性”是相輔相成、相互制約的，“四性”的要求對(duì)于繼電保護(hù)整定計(jì)算非常重要，但一般很難做到同時(shí)滿足。保護(hù)裝置的回路越簡(jiǎn)單、邏輯環(huán)節(jié)越少，可靠性就越高，但簡(jiǎn)單的保護(hù)難以實(shí)現(xiàn)選擇性、靈敏性的要求。為了提高可靠性，防止繼電保護(hù)或斷路器拒動(dòng)，就需要設(shè)置后備保護(hù)，主保護(hù)和后備保護(hù)之間就必須滿足靈敏度的配合要求。只有正確地整定保護(hù)定值和靈敏系數(shù)才能使得保護(hù)裝置的動(dòng)作有選擇性。 智能變電站繼電保護(hù)的整定應(yīng)統(tǒng)籌考慮全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在滿足“四性”的要求下，要使定值滿足各種特殊的運(yùn)行方式，如果電網(wǎng)的運(yùn)行方式不滿足速動(dòng)性、選擇性、靈敏性的要求，要在整定計(jì)算的時(shí)候進(jìn)行合理取舍。對(duì)于不同類型保護(hù) 的配合，基本原則是在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合。電力系統(tǒng)中的各個(gè)元件組成一個(gè)有聯(lián)系的整體，各級(jí)的每套保護(hù)是按其作用進(jìn)行統(tǒng)一部署的，片面、孤立地整定一套保護(hù)，會(huì)影響其發(fā)揮作用，甚至造成錯(cuò)誤。為保障繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行，繼電保護(hù)直接要進(jìn)行合理配合。

3 提升智能站繼電保護(hù)可靠性的措施

智能變電站的建設(shè)與發(fā)展是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)系到我國未來電力發(fā)展，可從硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)兩方面提升智能變電站繼電保護(hù)可靠性。 提高光纖回路的可靠性。智能變電站與常規(guī)變電站最大的不同就是光纖代替了電纜，減少了投資與空間，但光纖、光纜的可靠性不如電纜，折損嚴(yán)重或彎曲過大都會(huì)導(dǎo)致光纖損耗增大或斷鏈，因此應(yīng)提高光纖回路的可靠性。提高交換機(jī)可靠性。智能變電站的交換機(jī)起到編碼、查詢等作用，整個(gè)二次系統(tǒng)的可靠性十分依賴交換機(jī)，當(dāng)交換機(jī)出現(xiàn)異常或故障時(shí)，有可能造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障，因此交換機(jī)要有冗余度，提升整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。采用雙A/D系統(tǒng)。合并單元的采樣值在繼電保護(hù)系統(tǒng)中非常重要，為提高合并單元采樣值的可靠性，合并單元應(yīng)采用雙A/D系統(tǒng)，可以同時(shí)輸出兩個(gè)采樣值進(jìn)入保護(hù)裝置，提高輸出的可靠性與穩(wěn)定性。增強(qiáng)SV報(bào)文信息的可靠性。SV 報(bào)文是繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行、故障計(jì)算的基礎(chǔ)，互感器的輸出信息需要經(jīng)過積分過程，目前常用兩種積分算法，一種是通過硬件實(shí)現(xiàn)積分，一種是通過軟件來實(shí)現(xiàn)。可以采取軟件積分的方法增強(qiáng) SV 報(bào)文信息的可靠性，在精度方面優(yōu)于硬件。

結(jié)束語：

綜上所述，繼電保護(hù)系統(tǒng)是智能變電站的重要組成部分，為了確保智能保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需采取有效的調(diào)試方法，按要求逐步調(diào)試，為智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供更多保障。

參考文獻(xiàn)

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