智能变电站继电保护系统可靠性分析

发表时间:2021/9/7   来源:《中国电业》2021年第12期   作者:蔡俊
[导读] 数字智能电网工程的全面建设,使高压供电系统运行更加安全,供电服务质量更加高效。
        蔡俊
        中国电建集团江西省电力建设有限公司  江西南昌  330001
        摘要:数字智能电网工程的全面建设,使高压供电系统运行更加安全,供电服务质量更加高效。继电保护系统的可靠性设计是最重要的部分,也是决定电网运行稳定性的重要因素。因此,有必要分析现场故障的具体原因,并采取相应措施,确保智能电网安全、稳定、高效运行。 为此,必须合理利用相关技术和做好管理工作,提升继电保护系统的可靠性,提升智能变电站的稳定性。
        关键词: 智能变电站;继电保护;可靠性;分析
        引言
        随着电力系统的改革和创新,电力系统继电保护和维护的难度日益增加。智能变电站的继电保护系统与变电站的稳定运行有着重要的关系,由于智能变电站的复杂性,使得对继电保护系统的可靠性有了更高的要求。
1继电保护技术的工作原理
        继电保护技术是在设备发生漏电故障时,保护设备,保证安全工作的一种手段。因此,为了更好地应用这项技术,相关人员需要了解其工作原理。继电保护技术本质上是利用其过载保护和短路保护功能,避免设备发生漏电故障时在工作过程中发生安全事故。在建筑电力系统工作过程中,因为使用电力系统的设备和环节过多,所以稍有不慎就容易导致安全事故的发生。然而,一般使用这些电力系统设备的人员只是普通的建筑人员,操作不当、检查不及时、对实际的使用原理不了解是当前工作团队中的常见问题,这极易导致各种漏电事故频频发生。
2智能变电站继电保护系统结构
        合并单元通过接收带时间戳的电子变压器发送的采样信息,实现过程层的采样和传输,并将数据传输给继电保护装置。从常规的电磁变压器结构来看,电子式互感器的优势明显,包括无磁饱和、测量精度高、经济性高、体积小、数字化程度高、安全可靠性高等。根据传感器头的电源不同,电子变压器可以分为主动型和被动型。合并单元后的电子变压器发送的采样数据,实现对过程层数字信息采集和传输,同时把信息传输到继电保护系统中,通过交换机可以实现数据链路层与数据帧的数据交换 。近年来,交换技术在不断地进步更新,数据传输技术也日益发展,同时网络智能单元的通信效率也不断地取得进步。若将电路中的逻辑开关进行适当地设置,智能化电网的可靠性也就会相应增加,这种智能化设备不仅可以对继电器进行实时保护,也可以通过对设备参数的信息进行采集而对其运行情况进行反馈 。熔断器的实时情况也可以反馈出设备的故障信息,而智能终端不仅能接受控制断路器的分闸命令,也可以将断路器的实时动作进行反馈。
3智能变电站继电保护系统可靠性提升策略  
        3.1优化组网结构
        在智能变电站中,采用静态组播、VLAN等技术控制过程层交换机的流量,可以提高网络带宽利用率,降低交换机负载和网络转发时延,保证信息交换的及时性和有效性。以母线差动保护为例,每隔一段时间,母线差动保护与智能终端设备之间有大量的信息交换。在制定智能变电站继电保护系统母线保护方案时,必须有效使用母差保护装置收集智能终端的数据信息,为实现继电保护目标构建良好基础。但是实际工作中,技术并不能完美解决保护需求,使用该技术会导致母差保护装置的实际容量降低,影响智能网络的稳定运行。为此,应合理使用VLAN或静态组播技术,降低网络风暴发生的可能,确保保护信息交换的时效性和有效性,提升保护系统的安全性和稳定性。
        3.2完善自动报警功能
        变电站运行过程中,如果系统出现故障,会自动发出报警,智能变电站的继电保护装置可以响应。在智能变电站中识别相关电力数据后,整理信息并保存,识别故障位置;系统的分析模块将使用系统故障前后的运行数据,完成对故障的初步诊断工作,之后智能变电站内部的继电保护会跳闸以保护整个系统 。报警装置的运行速度和自动化水平有关,智能变电站建设中应该完善自动报警功能,保证系统稳定性和可靠性。必须加强对自动报警系统诊断和自动识别功能上的研发,提升对智能变电站故障问题的发现速度和诊断的准确性,保护智能变电站的同时也保护电力系统,避免电力系统受到故障问题的干扰,充分保证智能变电站运行的稳定。

   
        3.3优化后的继电保护设备的构成
        (1)优化母线、输电线路、控制系统、断路器、变压器等设备,确保变电站和供电线路安全稳定;(2)继电保护装置的配置要优化,优化后的配置可以降低高低压对电网影响的概率。(3)保证变压器的差动保护时刻运行,使连接在断路器的继电器受到保护;(4)要加强电网线路的保护,这种措施主要针对光缆的稳定性、电子干扰以及对于线路的集中保护与后备保护,并要对整体系统进行实时监控 。
        3.4构建设备的管理体系
         。1) 必须确保设备运行的环境条件,包括设备本身的清洁工作是否到位,设备工作场所是否清洁干净,对不符合要求的设备应立即责令清理,确保系统运行时具有相对干净通风的工作环境,减少环境对设备的影响。2) 定期维修保养设备,并如实填写设备维修记录表,对发现的设备情况进行及时记录,实时观察装置中油耗情况,确保油压在设备所要求的范围之内,对于异常情况或设备严重磨损等情况要如实记录,且必要时上报。3) 在检查中发现设备故障时,要及时关闭设备并进行检查和维修,对出现的问题能正确分析和解决后重启设备,有效地避免因设备故障而引发的安全事故。
        3.5配备专业技术人员
        当前科学技术处于不断发展的状态,继电保护技术尤为重要,这对劳动者的素质提出了更高的要求。相关部门需要聘请专业的技术人员,并且组织对于工作人员的专门培训,使其掌握继电保护技术的理论知识和操作原理,从而在电力系统工作中重视继电保护技术的准确运用和电力系统设备的定期排查,从而提高人员素质,促进工作安全有效开展 。
        3.6运用智能运维系统
        3.6.1 系统功能架构
        继电保护设备智能运维系统采用三层架构体系,顶层为数据源,中间层为数据存储与分析,底层为应用层。其中数据源既可采用导入的方式获取,也可通过采集的方式获取。数据存储分析由数据库完成,系统有两个数据库,分别为结构化和非结构化。应用层中包含系统的主要功能,该层采用模块化设计,包括以下模块:状态监测、运维业务以及辅助工具等。
        3.6.2 系统移动终端
        在继电保护装置智能运维系统中,移动终端是较为重要的组成部分之一,主要负责采集基础数据和执行智能运维。智能运维系统的性能,在很大程度上取决于通信效率。基于此,移动终端采用外网与运维系统进行数据通信,为确保数据信息的安全性,采用安全接入平台,将外网数据接入到内网。该平台会对需要接入内网的数据进行安全认证,满足安全要求的数据会被允许进入,可以保证数据交互效率。
        3.7过流电限定保护措施
        在智能变电站运行中,由于外界因素的干扰,会出现电流过载的问题,容易导致线路或变电站的一次设备过流,即电流过载,在故障发生时会导致继电保护误动或拒动等一系列问题,影响系统的稳定性和可靠性。因此,可以根据智能变电站中的设计电压来定义延时,从而实现每个间隔的终端电流的精确测量。一旦发现负载问题,可以及时调整系统,实现系统的过流限制保护。
         结束语
        随着电力技术的提高,大量智能变电站投入电网,增加了电网管理的复杂性,对继电保护系统提出了更高的要求。因此,有必要对变电站继电保护系统进行优化,充分发挥系统元件的重要性,简化系统的运行维护,使供电线路继电保护系统的运行更加可靠。
         参考文献:
         [1]方林艳,明战起,刘凌波.电力继电保护故障分析及处理[J].黑龙江科学,2021,12(12):128-129.
        [2]张颖.关于智能变电站继电保护设备运维的探讨[J].科学技术创新,2021(18):1-2.
        [3]陈大华.智能变电站继电保护安全措施探讨[J].电工材料,2021(03):63-64.
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