智能变电站继电保护系统可靠性探究 王堃

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:王堃1 陆钦菊2 葛文3 黄岗4 陈挺5
[导读] 摘要:目前,在进行继电保护系统设计的过程中,还存在一定的问题。
        (1.3.4.5.贵州电网公司遵义供电局  贵州遵义  563000;2.遵义医学院  贵州遵义  563000)
        摘要:目前,在进行继电保护系统设计的过程中,还存在一定的问题。需要结合国内外先进的经验,根据实际建设情况,对系统运行过程中可能存在的一些故障问题以及影响因素进行有效的控制,还需要制定科学合理的预防措施,以降低系统运行过程中故障问题的发生率。
        关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性
        一、智能化变电站继电保护系统构成
        1.1 电子式互感器
        传统变电站互感器装置采用电磁结构方式,随着光电子技术的发展进步,数字化电气测量装置不断应用到变电站。电子互感器替代了电磁互感器,该互感器会根据是否应用传感头来决定电源,可分为有源和无源两个种类,可以克服传统互感器在使用过程中存在的问题,没有磁饱和现象,从而提高对故障测量的准确程度,使保护装置可以准确地运作,可以保护电力系统的安全运行。光缆取代了原来的电缆,绝缘方式比较简单。此外,电子互感器占用的体积较小,重量较轻,可以输出数字信号,使电站的二次系统实现集中控制,为实现变电站的智能化创造条件,满足了电气计量和智能化发展的要求。不需要采用油质进行绝缘,提高了使用的安全性,避免出现火灾和爆炸事故。
        1.2 合并单元
        合并单元的主要作用是把电子互感器传输过来的数据信息进行组合,采用一致的时间标签和指定的数据传输格式把采集到的数据信息发送到保护控制装置,是过程层级数据传输的重要元器件。合并单元与电子互感器可以实现很好的配合,是过程层关键的电气元件,也是智能变电站重要的环节,并防止互感器和继电保护装置相互间产生复杂的接线,进一步减少了建设成本,可以实现二次设备的数据共享。
        1.3 交换机
        智能变电站应用交换机建立网络平台来实现数据信息交换,取代了传统变电站利用电缆进行数据传输的方式。交换机是通信网络中重要的设备。网络交换技术是数据链路层级的信息技术,实现数据信息帧的转发。传输数据信息时,交换机可以形成可靠的数据渠道,控制网络数据的流量,从而保证数据帧可以实现快速交互,并通过交换地址表使信息在局域网中实现传输。生成树协议的应用,有效解决了交换机不形成环路的问题,防止出现广播风暴,使交换机相互间产生冗余链路,有效提升了智能电站稳定性和安全性。
        1.4 智能终端
        电子式互感器技术的成熟和应用,再结合计算机控制技术,可以实现对变电站断路器运行温度、机构动作情况等的监测;通过对运行数据的采集和处理,可以准确地识别出断路的运行状态;科学安排检修时间,可以做到设备的状态检修,取代了原有的定期检查和预防性试验。智能终端是变电站一次设备的智能控制组件,可以接收和处理继电保护装置传输的跳合闸控制命令,采用断路器装置进行开断。断路器装置上的运行信息可以输送到监测装置或站控层,工程技术人员采用远程方式了解断路器的实时状态。
        二、提高继电保护系统可靠性的有效措施
        2.1 保护变压器
 
        在研究继电保护系统的过程中,要想提高系统运行的可靠性,就需要对变压器进行保护,以促进电网的安全运行。在设计变压器的过程中,一般应用比率制动原理来提高变压器设备运行的稳定性。在建设智能变电站的过程中,随着智能技术的广泛应用,可以采用人工神经网络原理对设备进行保护,并且提高设备运行的灵敏度,确保设备在运行的过程中能够具备自我检测的能力。虽然这些技术在应用的过程中还不够成熟,但是在进行继电保护的过程中具有相对的优势,而且具备记忆功能和处理功能,可以对设备进行保护和测控。在应用技术的过程中,还可以实时记录设备的状态,通过数据信息的采集和处理对设备进行保护,而且能够根据实际运行情况,对功能进行实时控制,如图1所示。
        2.2 电压采用限定延时
        如果智能变电站处于正常的运行模式,在电流等外部因素的影响下,会存在一些断路故障,导致负荷电流现象的产生,容易导致系统出现故障问题。要想提高系统运行的可靠性,就需要采用电压限定延时的方式对变电站运行过程中各个线路的电流量进行测量。如果负荷电流过大,系统就会发出警示信息,并且执行保护命令,从而提高系统运行的可靠性,如图2所示。
 
        2.3 过程层继电保护
        系统运行过程中采用的过程层保护主要是对系统的母线和变压器设备进行保护,保证电网的正常运行,同时降低电网的运行风险。在应用的过程中,制定保护措施后,保护值不会随意发生变化,即使网络出现波动,保证值不会随之发生变化,可以保持动态的平衡,确保电网的照常运行。但是在运行的过程中,如果应用了大量的一次设备,需要对硬件和开关进行分离,且要保证硬件和开关设置的独立性,以便对母线等线路进行保护。需要应用多段路的保护模式对线路进行保护,还需要根据实际运行情况,采取相应的预防措施,提高采集数据的准确性,以提高系统运行的可靠性。
        2.4 优化系统结构
        在设定系统的过程中,需要对系统的结构进行优化,需要设置新的网络作为过程层的网络,以提高系统运行的安全性。传统的变电站在进行系统设置的过程中,通常每个二级系统之间的数据采集程序都会出现冗余现象。智能变电站的建设可以采用数据信息的统一采集方式,确保数据源能够达到统一。在建设系统的过程中,是以继电保护为核心进行系统设计的,而且避免了在进行数据采集的过程中出现冗余现象,减少了采集过程的延迟时间,提高了继电保护运行的可靠性。
        2.5 优化运维模式
        电网在正常运行的过程中,需要设置监管信息,并且通过合并单元的模式对信息进行处理。需要建立网络维度管理模式,并且采用不同的操作方式对压板进行处理。在建设智能变电站的过程中,如果处于正常的工作模式,需要根据实际情况对设备进行维护和管理,还需要对设备的运行情况进行实时的监控,需要对系统的运行状态进行评估,在进行检修的过程中,需要做好故障问题的记录。在设计系统时,需要将特殊操作管理程序的制定放在首要位置。在进行继电保护时,管理体系会受到系统的影响,因此必须采用正确的技术和设备,以实现对系统的运行状态的监测和检修。智能变电站中的所有设备都需要处于监控状态下,而且在进行设备状态评估的过程中,需要做好状态的分析。
        三、结 论
        为提高智能变电站继电保护可靠性,需要工作人员对继电保护系统进行深入了解,结合变电站的实际情况,制定提升可靠性的措施。
        参考文献:
        [1]张尚然.智能变电站继电保护可靠性研究[D].贵州:贵州大学,2017.
        [2]费姗姗.智能变电站继电保护可靠性分析[J].黑龙江科学,2017,8(16):62-63.
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