110KV 智能变电站继电保护运维方式探究

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:崔锦鹏
[导读] 近年来,人们生活水平不断提高,经济快速发展,我国科研力量的持续增强
        摘要:近年来,人们生活水平不断提高,经济快速发展,我国科研力量的持续增强,使现代科技为我国电力事业的发展做出了卓越的贡献。电力产业是我国经济发展中的重要支柱产业,其直接关乎我国各个领域的发展与进步。自21世纪以来,我国以全球化为目标大力推进电力领域科研工作,这也使电气系统变得越来越集成化、智能化、自动化与先进化,使智能变电站得以快速兴起。在我国电能供应中,智能变电站在其中发挥着关键作用,其以智能化控制技术为核心,通过电气一次系统与继电保护装置来确保电力供应安全,保证电力供应质量。为此,文章以110kV的智能变电站作为研究对象,探讨其电气一次系统与继电保护运维工作。
        关键词:110KV;智能变电站;继电保护;运维方式
        引言
        改革开放以后,我国的社会经济进入了高速发展的新时期,国家电网系统的发展也日新月异,电网系统的智能化发展已经成为新的时代潮流。智能变电站作为智能电网的重要构成,其运行质量的好坏直接关系着整个电网系统的平稳运行。在智能变电站的日常运行中,继电保护装置起着必不可少的重要作用,只有强化继电保护系统的运维方式,才能确保智能变电站的有序运行。
        1110kV智能变电站电气一次系统的设计要点
        在对110kV智能变电站中的电气一次系统进行设计时,需要选择适宜的变压器。在智能变电站中,变压器在电力供应中发挥着关键作用,必须对变压器进行合理选择。当智能变电站中存在以下状况时,变压器至少要超过2个:①当智能变电站的电路中存在过多的一级与二级负荷时,为了确保电路安全,必须采用两个以上的变压器,这是因过量的一级与二级负荷会导致供电中断,甚至还会引发触电等安全事故,进而给电力企业造成巨大的经济损失。②当智能变电站所处的地区存在明显的季节变化时,要采用至少2个变压器。③当智能变电站所采用的用电系统负荷较大时,比如在电源系统施工时未进行接地,或是存在用电装置外露等情况时,便需要选择多个变压器。除了要对变压器进行适宜选择,还要对高压配电装置进行合理选择.对于110kV的智能变电站来说,配电装置型式的选择,应考虑所在地区的地理情况及环境条件,通过技术经济比较,优先选用占地少的配电装置型式。选择室内安装高压配电装置时,并宜符合以下规定:①市区或污秽地区的110kV配电装置宜采用屋内配电装置。②大城市中心地区或其他环境特别恶劣地区,110kV配电装置可采用GIS组合电器。室外安装高压配电装置,主要有普通中型、半高型及高型这三种布置方式,目前采用普通中型布置方式最为普遍。普通中型布置是在母线下不布置任何高压配电装置;半高型布置是将母线及母线隔离开关抬高,将断路器、电流互感器等电气设备布置在母线的下面;高型布置是将母线和隔离开关上下重叠布置,母线下面没有电气设备。而在对高压配电装置进行确定时,需要结合现场的实际情况来确定。此外,还要选择合适的主接线方法。在110kV电压等级中,目前我国所采用的接线方法主要包括四种:单母线分段接线、单母线接线、内桥接线、线路变压器组接线。在设计中要考虑变电站在电力系统中的地位和作用,满足可靠性、灵活性和经济性三方面要求,经综合论证,选出哪种接线方式更优。
        2110KV智能变电站继电保护运维方式探究
        2.1110KV线路保护
        110KV智能变电站的线路保护,应该渗透到继电保护的各个环节,要将智能变电站的实际运行情况与继电保护系统的具体运营进行综合的考量,并以此为参照,展开110KV线路保护方案的有效制定。首先,110KV智能变电站线路的两端间隔之间应该安设相应的保护检测装置,该装置不但要能够与GOOSE网进行有效的联系,开展有序的信息交换,而且还要与合并单元格以及智能终端进行紧密的斜街;其次,电子式电压互感器应该安设于变电站的主线路与母线路之间,一旦获取到相应的控制指令,则要通过相应的合并单元,将信息进行封装,并直接传输到智能变电站的SV单元内。110KV智能变电站的线路保护方案如图2所示。
       
        2.2110kV变压器的保护运维措施
        一般而言,在智能变电站的继电系统保护中,过程层对变压器的保护形式均是采用了分布式的保护运维结构。也就是说,一般情况下,当变压器开启工作状态时,则系统会立启动差动保护装置,而后随之启动后备保护装置。而110kV变电站的变压器保护运维模式则不同于一般的变压器保护,在110kV变压器启动工作状态时,可以同时实现差动保护与后备保护机能,使其可以得以双重的保护。另外,对变压器的保护运维还要注意以下几点要求,即:确保变压器的周围无积水和杂物,检查和完善变压器的防侵蚀措施,如果变压器的灰尘较多时,要进行及时的清理,定期对变压器元件进行检查,检查变压器的声音是否存在异常、温度及湿度是否达到标准要求。
        2.3继电保护运维内容
        110kV智能变电站中包含着许多电气一次设备,这些设备都需要设置对应的保护装置,以此有效保护110kV智能变电站中的变压器、线路与母线安全。以下对继电保护的运维内容进行相应的分析:①对于变压器保护来说,现阶段主要是通过分布式保护法来实现继电保护的,不过110kV智能变电站相比于其他智能变电站在变压器保护方面的设置有着本质的不同,需要通过后备与差动双重保护方式来实现双向运行,而且需要利用Goose网络来实现对变压器故障数据的传输与分析。②对于母线保护来说,110kV智能变电站所采用的保护方法为分布式或分段保护,这种保护方式需要确保各个单元与合并单位能够衔接起来,从而使数据在采样过程中得到可靠保护。③对于线路保护来说,需要通过相应的继电保护装置来确保各个线路之间的布置间隔,并通过Goose网络、智能网络、测控保护设备等来实现数据的传输与交换。
        2.4母线保护
        加强对110KV智能变电站的母线保护是确保继电保护系统能够有效运维的重要基础。一般来说,110KV智能变电站的母线保护可以分为两个层面:第一,宏观层面。宏观意义上的母线保护,可以采用分布式的线路保护方式,确保各个母线在合理的间隔范围内保持相对的独立运行状态,从而起到相应的继电保护效果;第二,微观层面。微观意义上的母线保护,可以采用分段式的线路保护方式。它适用于单套配置的继电保护中,分段式的母线构成,可以让母线与继电保护装置形成一个系统的集成装置,增强母线的灵敏度和有效性,哪怕母线在启动环节发生故障,也可以及时的跳转到GOOSE网络系统中,利用GOOSE网实现信息数据的有效传输。
        2.5对隔离刀闸的保护运维措施
        首先来讲,隔离刀闸的主要作用是在对电气一次设备进行检查时隔离电压,同时保证需要检修的设备与工作状态下的设备之间保留断点。另外,隔离刀闸在改变电气设备运行状态时可以完美在配合断路器实现倒闸的操作。因此,对隔离刀闸的保护运维需要注意以下几点要求,即:因为隔离刀闸是没有灭弧装置的,因此不能用接通或是断开负荷电流的方式进行保护。另外,隔离刀闸的类型十分多,在对其进行保护运维时应按照不同的需求进行保护。最后,隔离刀闸是110kV变电站电气开关应用最为广泛的一种装置,它自身的工作原理及结构是十分简单的。但由于隔离刀闸的使用量较大,对其工作状态下的可靠性要求相对较高,因此要定期更换隔离刀闸内部的元件,保证隔离刀闸能够始终处于工作状态中。
        结语
        总而言之,在我国电力事业发展中,110kV智能变电站通过采用继电保护装置,可有效保障电气一次系统的安全使用与高效运行。作为电力领域工作人员,必须不断提高自身的专业能力与综合素质,使110kV智能变电站中的继电保护系统能够更加稳定、安全,从而使其在我国电力领域中发挥出更大的作用。
        参考文献
        [1]武同宝.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维研究[D].济南:山东大学,2016.
        [2]王陶.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维[J].通讯世界,2018(7):207-208.
        [3]穆小亮,赵广旭,易甜甜.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维的思考[J].信息系统工程,2019(5):112.
       
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