继电保护定值远程整定的实现方法

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:金巧 李巍威 李晨 余文强 程鑫
[导读] 摘要:电子计算技术、通信技术的快速发展为继电保护定值整定注入了新的“血液”,使继电保护定值整定具备了适应性、远程性等特点。
        国网随州供电公司  湖北随州  441300
        摘要:电子计算技术、通信技术的快速发展为继电保护定值整定注入了新的“血液”,使继电保护定值整定具备了适应性、远程性等特点。继电保护定值是否满足电网需要的要求,很大程度上取决于继电保护定值计算结果是否适应电网当前运行方式。合理的继电保护定值,是维护电网安全运行的重要基础之一。在这种背景下,为了实施适应运行方式的变化,研究继电保护定值远程整定系统具有重大意义。本文探讨基于文件方式的继电保护定值远程整定方法的实现。
        关键词:继电保护;定值远程整定;文件方式
        1.继电保护整定计算的要求
        在实施继电保护整定计算中要满足以下几点要求
        (1)可靠性。即保证相应的保护装置在所保护范围内出现故障时必须发生可靠的动作,同时在不该动作的情况下不能有误动作。
        (2)选择性。这一要求指继电保护在动作中通过切除故障元件、电路以减少停电范围,确保整个电路的持续运行,同时在具备选择性保护时还要考虑到断路器或者是继电保护可能出现的拒绝动作,为此要配备后备保护。
        (3)灵敏性。这一要求主要保证被保护范围内只要出现故障就可触发正确的反应,保证电网的安全。
        (4)速动性。主要实现对于故障电路的迅速切除,以保证电路运行的稳定性,降低损毁的程度。
        在整定计算数值时,需要考虑系统方式的变化,为了确保继电保护装置能够在不同运行方式下满足继电保护整定计算的要求,研究适应运行方式变化的继电保护定值远程整定系统是很有必要的。
        2.继电保护定值远程整定的优势
        作好电网继电保护的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。随着电网规模的扩大,系统运行方式变化频繁,,保护整定计算的工作量和技术难度增加了几倍,系统运行方式变化频繁,为了实施适应运行方式的变化,研究继电保护定值远程整定系统具有重大意义。继电保护定值远程整定的优势如下:
        (1)继电保护定值远程整定的实现主要依靠电子、通信技术的进步,通过远程整定和修改定值,提高了电力系统响应的实时性、敏捷性。
        (2)通过可靠的通信和软件校核,提高了定值修改的可靠性和安全性,从而减少人为
        因素导致的错误。
        (3)通过继电保护定值远程整定,可大大降低运行人员的工作量。
        (4)以信息化、数字化为手段,实现了继电保护定值远程整定,是智能电网建设有益的尝试和具体实践。
        (5)当电网运行方式发生变化,实时修正继电保护定值,最大限度地满足继电保护选择性、灵敏性、速动性,使得保护效果达到最优,提高电网运行的智能性。
        3.基于文件方式的继电保护定值远程整定方法
        基于文件方式的继电保护定值远程整定方法是指继电保护装置定值以文件方式在系统中流转,定值管理客户端通过文件方式获取继电保护装置的定值模型,查看及修改继电保护装置定值的操作均以文件为操作对象。通过召唤原始定值文件读取继电保护装置定值,通过下发更新定值文件修改继电保护装置定值。其中,召唤和下发传输环节采用加密传输和防错校验。由于主站与继电保护装置之间需要通过站端网关机(远动机或者保护信息子站,具体设备与通信构架相关)进行转发通信,文件传输需要站端网关机进行转发。各通信环节不具备文件传输服务的需要扩展相应的规约服务。


        3.1查看继电保护装置定值
        (1)定值管理客户端响应查看定值请求,下发原始定值文件召唤命令。主站下发文件召唤命令到站端网关机,站端网关机转发给继电保护装置。
        (2)继电保护装置响应原始定值文件召唤命令形成原始定值文件,通过启用加密的文件传输命令将原始定值文件上送给站端网关机,站端网关机通过启用加密的文件传输命令将接收到的定值文件转发给定值管理客户端。
        (3)继电保护装置将校验码上送站端网关机,站端网关机转发给定值管理客户端。
        (4)定值管理客户端完成接收原始定值文件和校验码后,按照校验规则校验接收到的原始定值文件。验证原始定值文件无误后,通过界面对用户展示原始定值文件,完成查看定值操作。
        3.2修改继电保护装置定值
        (1)定值管理客户端以原始定值文件作为定值模板,修改实际值形成更新定值文件,通过启用加密的文件传输命令将更新定值文件下发给站端网关机,站端网关机通过启用加密的文件传输命令将接收到的定值文件转发给继电保护装置。
        (2)定值管理客户端将校验码下发给站端网关机,站端网关机转发给继电保护装置。
        (3)继电保护装置完成接收更新定值文件和校验码后,按照校验规则校验接收到的更新定值文件。继电保护装置验证更新定值文件无误后,等待定值生效命令。
        (4)定值管理客户端下发定值文件生效命令给站端网关机,站端网关机转发给继电保护装置。
        (5)继电保护装置响应定值文件生效命令,执行更新定值文件。定值更新成功后上送定值更新成功应答帧给站端网关机,站端网关机转发给定值管理客户端。
        (6)定值管理客户端接收定值更新成功应答帧,显示修改定值成功,完成修改定值操作。
        评估继电保护装置是否具备文件相关处理能力,需要考虑硬件本身的处理能力,以及是否有文件系统支撑。国内目前新建变电站继电保护装置均采用高性能管理插件,基于linux或者vxworks等操作系统,具备形成和解析定值文件的能力,为方案实施提供了必要的软硬件基础。已经运行的存量继电保护装置,大部分具备软硬件条件,可以通过升级程序支持该功能。少数没有文件系统支撑的老装置,采用以新装置逐步替换老装置的方式实现该功能。
        文件生效命令应考虑和规约解耦,采用各通信规约兼容的方式实现。具体实现方法可以考虑采用装置虚拟遥控点,当远方客户端在完成更新定值文件传输后,对该遥控点进行遥控执行,以遥控应答报文作为生效命令的应答帧。
        文件传输环节加密传输、防错校验可以考虑采用已有的SM2(椭圆曲线公钥密码算法)、CRC-32-IEEE802.3(32位循环冗余校验算法,采用IEEE802.3定义的生成多项式)等成熟方案,无需额外开发。
        定值文件信息元素、格式和解析规则的约定。首先,信息元素的约定应符合应用需求,包含必要的信息元素。其次,格式和解析规则要考虑通用性和效率,可以考虑使用XML格式或者E格式等目前电力系统中信息文件交互过程中经常使用的格式。
        4.结语
        继电保护定值远程整定,降低了定值操作系统的复杂度,提高了系统的可靠性,可以实现安全、高效的定值远方操作效果。
        参考文献:
        [1]李德文,刘进,刘伟,等.继电保护装置远方修改定值模式研究[J].江苏电机工程,2014,33(2):34-36.
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