智能电网继电保护技术的分析 吴恺

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第5期   作者:吴恺
[导读] 目前,我国新能源并未得到普及,因此已有电力能源的供配电系统中应用对应的继电保护整定

        摘要:目前,我国新能源并未得到普及,因此已有电力能源的供配电系统中应用对应的继电保护整定技术十分必要。相关调查显示,电力在供配电中的继电保护能够在一定程度上节省电力成本。然而,继电保护措施的具体实施性较差,易造成大规模区域停电,给人们的生产生活造成不利影响基于此,以下对智能电网继电保护技术进行了探讨,以供参考。
        关键词:智能电网;继电保护技术;分析
引言
        在当前社会背景下,随着电力市场需求量逐步提高,不仅电力系统的建设逐渐增加,而且规模日益扩大,虽然为电力事业的发展带来了良好的机遇,但由于电力系统具有一定的特殊性,所以一旦在运行当中出现故障,势必影响社会经济发展和人民日常生活,所以针对于此,则需要加强保护工作力度,通过继电保护系统的有效应用,促进智能变电站的工作水平不断提高。
1智能电网的内涵
        智能电网是当前电网的现代化发展模式,在进入21世纪后,大部分国家已经在结合先进技术的情况下,不断完善和发展电网形式,从而建立新型智能电网,以此来满足社会的用电需求。而智能电网就是在原有的传统电网基础之上,增加先进的信息化互联网技术、传感器技术。而在这样的转变发展过程中,不同国家的科学技术实力以及经济实力的差异,其智能电网的效率与标准也会不同。其主要能力是通过信息化手段,将电力能源的开发、运转、供电、输电等工作组成综合性的统一管理系统,基于这样的系统,可以实现精准供电、安全供电以及高效供电,并能在最大程度上降低智能电网的损耗效果。此外,还能够方便相关用户对自身用电情况进行了解和认识,让其能够及时根据情况进行调整,实现电力系统的公开化运行,促使用户的满意度直线上升。
2智能电网继电保护存在的问题
        2.1大电网问题
        超大电网的出现,我国供电体系不完善,电能负荷整体逆向分布的现实,使得我国西北地区用电负荷较小,东部以及中南部地区的用电负荷较大,目前我国能源配置体系还有待进一步优化,在这种现实情况下远距离的交直流混合输电的方式使得线路应用率较高,直流系统之间的相互耦合作用明显,传统的继电保护系统和现有的初级智能继电保护装置难以实现有效的电气控制,交直流耦合时存在严重的电网污染现象,这给智能电网的继电保护提出了较大的挑战。
        2.2信息沟通障碍
        由于智能变电站对于信息的处理和传输速度要求较高,所以一旦在继电保护装置运行过程中出现信息沟通障碍的问题,势必造成相关指令失效。用以支持继电保护设备信息沟通的主要手段在于光纤的使用,而由于光纤线路相对较为脆弱,所以一旦在工作当中光纤出现弯折或断裂等情况,则会直接影响信息的传输效率,不仅导致变电站工作受到阻碍,更加由于维修而产生大量成本支出。
        2.3设备保护缺失
        智能电网背景下还缺乏更先进的保护设备,继电保护工作存在着保护设备更新速度较慢的问题。随着智能电网的大规模应用,为了进一步发挥继电保护的基础作用,智能电网还要优化电网的运行状态,对传统的继电保护设备进行优化,从而充分的保证继电保护工作的顺利开展,发挥继电保护装置的积极作用。例如,对继电保护装置进行优化改良时,还要对继电保护系统设备进行采样处理,提高继电保护系统适应性,及时的消除设备限制因素。目前基层继电保护设备的更新速度较慢,基础零件的质量较低,继电保护系统的安全运动还要付出较大成本。


3智能电网背景下继电保护发展策略
        3.1优化智能变电站继电保护系统设计
        在智能变电站继电保护系统的设计工作当中,应当选取更加具有可行性和针对性的保护模式,在间隔型保护模式中,可以选择直采直跳,而如果是多间隔型保护,则可以通过SV或GOOSE模式。在电压限定延时的情况下,则需要确保系统能够在过负荷的情况下发出警报,以便于维修工作及时展开。此外,在继电保护系统中的间隔层和站控层中,除却需要通过断路器实现自动开断外,还应当开启后备的保护系统,避免由于开关失灵导致保护工作缺乏有效性和及时性。针对继电保护系统所进行的故障检测工作,需要工作人员能够对科技设备良好的应用,通过设备的可视化功能,更加直观的发现故障情况,以便于制定针对性的解决方案。
        3.2选择恰当的电动机
        对于智能电网的供配电系统继电保护整定而言,恰当的电动机起着关键作用。对于电动机的选择,应选用高效电动机。相较于普通电动机,高效电动机的总体设计得到了有效优化,其硅钢片与铜绕组的质量更高,有效提升了供配电系统继电保护的效率,在一定程度上提高了功率因数,使继电保护的安全性更强。功率因数=有功功率/视在功率,若功率因数低,则电流会增大。针对一个给定的负荷,若供电电压一定时,功率因数愈低,电流必然增大,极大地影响了继电保护。所以,通过提高功率因数能够有效提升继电保护的安全性。
        3.3加强继电保护设备管理力度
        由于设备对于继电保护系统发挥功能具有决定性作用,所以电力企业则应当从影响设备的主要因素入手加强管理意识。在继电保护设备的应用当中,首先应当把控设备采购质量,确保设备能够达到行业标准,并符合本变电站工作需求,在设备安装完毕后,应当通过多次调试,验证设备的稳定性和工作水平,由于设备长期处于外界环境工作,所以还应当结合当地气候条件等因素,建设防护措施,降低风险,管理人员可以通过监控系统的布置和应用,提高对设备故障的发现能力和解决速度,并且在设备的使用周期当中,应当有针对性的制定维修和养护计划,对设备所存在的隐患排查和处理,提高设备的工作效率和使用寿命。
        3.4尽量选用低压电器
        对于智能电网的供配电系统继电保护整定而言,需尽量选择低压电气,从而实现电能耗损的减少。同时,低压电器正朝着智能化、网络化与数字化的方向发展,人们对于相关的整体整定方案提出了更高要求。今后低压电器的主要发展领域为直流开关电器设备、光伏发电逆变器、新能源控制和保护系统等。低压电器作为继电保护中的重要设备,有利于整定技术更好地应用于智能电网供配电系统继电保护。
        3.5实时性优化
        实时性是智能变电站继电保护的基本特点,时延问题容易出现在交换机和合并器链路传播的过程中,这会对保护结构的设计工作产生较大影响。因此,智能变电站数字化互感器的传输受到干扰,出现传输误差加大的问题。多种因素都会导致数字式互感器采样值传输出现抖动,其中交换机和合并器的转发影响最大,应该对其进行合理优化,实现对误差的有效控制。合并器在完成采集器传输数据信息后,排队处理以及接收采集器通信阶段的等待问题,会引起较大的时延。
结束语
        打造能电网已经成为时代趋势,我国电力系统的继电保护应当具有智能化思维,运用智能化的继电保护技术提高电网运行的可靠性。在智能化背景下应当持续性更新继电保护技术设备,加大继电保护管理相关数据信息的收集与分析工作力度,提高继电保护装置自动化控制能力,优化智能继电保护技术的构成,在提高可靠性、实时性、科学性的基础上推动继电保护技术发展。
参考文献
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