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摘要:随着社会的进步和科技的发展,我国的电力技术在不断提升。电力系统建设不断完善,智能自动化系统的应用也更加成熟。继电保护是保障电力系统安全运行的关键。要采用先进技术来优化继电保护和自动化系统,提升智能变电站的工作效率,促进智能变电站的健康发展。
关键词:智能变电站;继电保护;自动化系统
引言
电力资源是人类社会发展过程中最重要的能源之一,在整个电力系统中,变电站是其重要的组成部分,实现变电站运行的智能化和自动化是当前电力系统的重要目标。智能化和自动化的电力系统可以为人们的生活、工业及农业的发展提供源源不断的电力资源。为了进一步提高电力系统的稳定性和安全性,需要利用先进的技术分析智能变电站继电保护及自动化系统,使智能变电站的功能得到充分发挥。
1智能变电站继电保护概述
智能变电站是基于光电信息、微电子集成和网络通信技术之上的智能化自动管理变电站,也可以说是集电子技术、光电信息和环保为一身的智能设备。对比传统的变电站,智能变电站的架构体系改变巨大,抛弃了原有常规站间隔和主控设备的方式,采用了新的三层量网络方式。这样,智能变电站就可以实现信息的采集、测量、控制、保护完全自动化,达到平台网络化、信息数字化、和信息共享标准化的效果。同时,智能变电站还具有低碳环保、交互性高、可靠性好的特点。智能变电站中的继电保护是指在电力系统运行过程中,智能继电保护管理系统可以对电路故障、线路异常等因素进行自动化监测。通过自动化数据分析进行预警提示,并且能够自动断电、自动分离和切除故障,从而实现自动保护变电站。智能变电站继电保护系统主要是由电子式互感设备、交换机、网络接口、合并单元等构成。在操作层面上来说,与传统的常规变电站更加地灵活、方便。智能变电站继电保护使数据的信息收集更加的便捷广泛,也加大了操作的灵活性,工作人员可以对继电保护的特点进行分析,不断收集整理,实现智能变电站继电保护效力发挥的最大化。
2智能变电站中继电保护的标准要求
在智能变电站中的继电保护主要有三点标准要求,分别是:(1)一次设备智能化。一次设备的智能化是智能变电站建设的基础,到目前为止真正意义上的智能一次设备还没有投入运行,当前采用较多的是由常规一次设备+智能组件构成的智能一次设备,如:智能断路器、智能变压器等。由于采用了数字化的电子式互感器及光纤网络,一次设备与保护等二次设备之间的数据交互方式实现了完全的数字化;(2)二次设备网络化。在智能变电站中,传统的二次回路概念被极大地弱化;变电站中二次设备之间以及与一次设备的通信连接全部采用高速的光纤网络,二次设备真正地实现了数据、资源的共享。传统的电缆及连接导线连接方式被数字公共信号网络所取代。这样的变化节省了了大量电缆、连接导体、端子等模拟量电路耗材,人工不可直接接触的数字通讯方式使得继电保护系统的可靠性得到很大提高,变电站控制功能的实现得以简化并可以进一步优化;(3)信息交互标准化。智能变电站内电气设备的数据通讯都基于统一的IEC61850规约。统一标准方式使得不同的设备厂家可以基于同一标准,不再需要考虑和其它设备的数据通讯问题,简化了电气设备的安装、调试及检修流程,做到了电气设备的即插即用,这使得变电站内的安装维护工作较以前方便很多。
3继电保护自动化系统功能分析
继电保护自动化系统主要是从电力调度中心当中获取所需的信息,而调度中心能够提供给系统所需要的全部信息,因此,该系统的实现有充足的信息资源作为保障。一是对复杂故障准确定位的功能。通常情况下,复杂故障定位的研究大多是基于装置的测距原理。目前,较为常见的测距方法主要有以下两种:首先A型测距法。该方法又被称之为单端电气量法,具体是指测量故障行波脉冲在母线与故障点的反射时间来进行距离测量,该方法的优点是無需通信、成本低,缺点是容易受到其它线路末端发射的影响,致使测距结果误差较大;其次D型测距法。该方法又被称之为两端电气量法,主要是通过测量故障行波脉冲传送至母线两端的时间差来进行测距的,其优点是测量原理简单、结果准确可靠,缺点是必须在母线两端分别设置测量仪器并进行通信。二是辅助决策功能。当系统出现故障时,常常都会伴随出现保护误动作的情况。以往传统的故障分析一般都是依靠人来完成,这就使得分析结果经常会受到人的经验和水平等因素的影响。而继电保护自动化系统由于是收集了故障发生前后的系统运行状态信息和相关的故障报告,所以能够进行模糊分析,并根据继电保护以及故障录波的采样数据来完成精确计算,这样便可以快速、准确地对故障进行判断,从而实现故障恢复的继电保护辅助决策。三是继电保护的状态检修。通过对相关统计数据的分析可知,导致继电保护装置误动作的主要原因有装置设计缺陷、生产质量问题以及二次回路维护不良等等。而微机型继电保护装置本身具有自检功能,并且还具备存储故障报告的能力,为此,能够利用继电保护自动化系统来实现状态检修。
4智能变电站继电保护及自动化系统常见故障处理措施
4.1智能终端的故障处理
智能终端的作用控制设备跳合闸的状态,一旦智能终端出现故障,变电站中的跳合闸都会失灵,影响变电站的稳定运行。因此,智能终端发生故障时,要及时将终端的出口板退出,确保跳合闸正常工作,然后技术人员再分析智能终端出现故障的原因,找准故障的位置,最后采取针对性的解决措施,使整个变电站的继电保护设备恢复正常
4.2间隔合并单元故障
合并单元用于保护并监控基础数据,且是唯一的保护源,因此合并单元在智能变电站继电保护及自动化系统中十分重要。合并单元故障产生于单套配置的间隔当中,故障产生后,维修人员首先要发出“断开”的申请,让故障单元的开关及时断开、停止运行。具体的操作流程如下:退出单线间隔与故障位置对应的保护出口压板,并将故障位置对应的保护母线装置退出。退出的处理办法能够避免故障发生后继续扩张,防止对智能变电站造成更大影响,并给维修人员创造更多维修时间。
4.3专用光纤通道的使用
一般在架空线复合光缆线路中会使用专用光纤通道。它可以为高压输电电缆提供专用纤芯,达到与电缆纵联保护装置协调的目的,减少了电缆线路与其它装置之间的摩擦,降低其他装置对信号的干扰,使电缆信号传输线路变得简单化,提升信号传输的效率,使信号传输更加安全和稳定。
结语
电力系统智能化技术不断成熟,使得智能变电站继电保护及自动化系统成为现阶段电力行业的关注重点。在不断推行智能变电站继电保护及自动化系统的同时,也要注意相关技术的研究,不断优化变电站功能,与社会生产及人们生活的用电需求相适应,提高电力系统的稳定性,并推动我国电力行业的发展和进步。
参考文献
[1]刘常生.我国继电保护及自动化行业的发展趋势与思考[J].继电保护及自动化,2019(19)23.
[2]朱海兵,宋亮亮,高磊,等.智能变电站继电保护及自动化系统综合标准化研究与建设[J].智能电网,2017(9):860-866.
[3]王家永,魏锥,许凯.220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计探讨[J].南方农机,2019,48(24):97
[4]齐书鹏.智能变电站继电保护系统提高可靠性的措施[J].电子技术与软件工程,2017(19):237-237.
[5]王悦研.智能变电站继电保护与故障检测新方法研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2018(09).
关键词:智能变电站;继电保护;自动化系统
引言
电力资源是人类社会发展过程中最重要的能源之一,在整个电力系统中,变电站是其重要的组成部分,实现变电站运行的智能化和自动化是当前电力系统的重要目标。智能化和自动化的电力系统可以为人们的生活、工业及农业的发展提供源源不断的电力资源。为了进一步提高电力系统的稳定性和安全性,需要利用先进的技术分析智能变电站继电保护及自动化系统,使智能变电站的功能得到充分发挥。
1智能变电站继电保护概述
智能变电站是基于光电信息、微电子集成和网络通信技术之上的智能化自动管理变电站,也可以说是集电子技术、光电信息和环保为一身的智能设备。对比传统的变电站,智能变电站的架构体系改变巨大,抛弃了原有常规站间隔和主控设备的方式,采用了新的三层量网络方式。这样,智能变电站就可以实现信息的采集、测量、控制、保护完全自动化,达到平台网络化、信息数字化、和信息共享标准化的效果。同时,智能变电站还具有低碳环保、交互性高、可靠性好的特点。智能变电站中的继电保护是指在电力系统运行过程中,智能继电保护管理系统可以对电路故障、线路异常等因素进行自动化监测。通过自动化数据分析进行预警提示,并且能够自动断电、自动分离和切除故障,从而实现自动保护变电站。智能变电站继电保护系统主要是由电子式互感设备、交换机、网络接口、合并单元等构成。在操作层面上来说,与传统的常规变电站更加地灵活、方便。智能变电站继电保护使数据的信息收集更加的便捷广泛,也加大了操作的灵活性,工作人员可以对继电保护的特点进行分析,不断收集整理,实现智能变电站继电保护效力发挥的最大化。
2智能变电站中继电保护的标准要求
在智能变电站中的继电保护主要有三点标准要求,分别是:(1)一次设备智能化。一次设备的智能化是智能变电站建设的基础,到目前为止真正意义上的智能一次设备还没有投入运行,当前采用较多的是由常规一次设备+智能组件构成的智能一次设备,如:智能断路器、智能变压器等。由于采用了数字化的电子式互感器及光纤网络,一次设备与保护等二次设备之间的数据交互方式实现了完全的数字化;(2)二次设备网络化。在智能变电站中,传统的二次回路概念被极大地弱化;变电站中二次设备之间以及与一次设备的通信连接全部采用高速的光纤网络,二次设备真正地实现了数据、资源的共享。传统的电缆及连接导线连接方式被数字公共信号网络所取代。这样的变化节省了了大量电缆、连接导体、端子等模拟量电路耗材,人工不可直接接触的数字通讯方式使得继电保护系统的可靠性得到很大提高,变电站控制功能的实现得以简化并可以进一步优化;(3)信息交互标准化。智能变电站内电气设备的数据通讯都基于统一的IEC61850规约。统一标准方式使得不同的设备厂家可以基于同一标准,不再需要考虑和其它设备的数据通讯问题,简化了电气设备的安装、调试及检修流程,做到了电气设备的即插即用,这使得变电站内的安装维护工作较以前方便很多。
3继电保护自动化系统功能分析
继电保护自动化系统主要是从电力调度中心当中获取所需的信息,而调度中心能够提供给系统所需要的全部信息,因此,该系统的实现有充足的信息资源作为保障。一是对复杂故障准确定位的功能。通常情况下,复杂故障定位的研究大多是基于装置的测距原理。目前,较为常见的测距方法主要有以下两种:首先A型测距法。该方法又被称之为单端电气量法,具体是指测量故障行波脉冲在母线与故障点的反射时间来进行距离测量,该方法的优点是無需通信、成本低,缺点是容易受到其它线路末端发射的影响,致使测距结果误差较大;其次D型测距法。该方法又被称之为两端电气量法,主要是通过测量故障行波脉冲传送至母线两端的时间差来进行测距的,其优点是测量原理简单、结果准确可靠,缺点是必须在母线两端分别设置测量仪器并进行通信。二是辅助决策功能。当系统出现故障时,常常都会伴随出现保护误动作的情况。以往传统的故障分析一般都是依靠人来完成,这就使得分析结果经常会受到人的经验和水平等因素的影响。而继电保护自动化系统由于是收集了故障发生前后的系统运行状态信息和相关的故障报告,所以能够进行模糊分析,并根据继电保护以及故障录波的采样数据来完成精确计算,这样便可以快速、准确地对故障进行判断,从而实现故障恢复的继电保护辅助决策。三是继电保护的状态检修。通过对相关统计数据的分析可知,导致继电保护装置误动作的主要原因有装置设计缺陷、生产质量问题以及二次回路维护不良等等。而微机型继电保护装置本身具有自检功能,并且还具备存储故障报告的能力,为此,能够利用继电保护自动化系统来实现状态检修。
4智能变电站继电保护及自动化系统常见故障处理措施
4.1智能终端的故障处理
智能终端的作用控制设备跳合闸的状态,一旦智能终端出现故障,变电站中的跳合闸都会失灵,影响变电站的稳定运行。因此,智能终端发生故障时,要及时将终端的出口板退出,确保跳合闸正常工作,然后技术人员再分析智能终端出现故障的原因,找准故障的位置,最后采取针对性的解决措施,使整个变电站的继电保护设备恢复正常
4.2间隔合并单元故障
合并单元用于保护并监控基础数据,且是唯一的保护源,因此合并单元在智能变电站继电保护及自动化系统中十分重要。合并单元故障产生于单套配置的间隔当中,故障产生后,维修人员首先要发出“断开”的申请,让故障单元的开关及时断开、停止运行。具体的操作流程如下:退出单线间隔与故障位置对应的保护出口压板,并将故障位置对应的保护母线装置退出。退出的处理办法能够避免故障发生后继续扩张,防止对智能变电站造成更大影响,并给维修人员创造更多维修时间。
4.3专用光纤通道的使用
一般在架空线复合光缆线路中会使用专用光纤通道。它可以为高压输电电缆提供专用纤芯,达到与电缆纵联保护装置协调的目的,减少了电缆线路与其它装置之间的摩擦,降低其他装置对信号的干扰,使电缆信号传输线路变得简单化,提升信号传输的效率,使信号传输更加安全和稳定。
结语
电力系统智能化技术不断成熟,使得智能变电站继电保护及自动化系统成为现阶段电力行业的关注重点。在不断推行智能变电站继电保护及自动化系统的同时,也要注意相关技术的研究,不断优化变电站功能,与社会生产及人们生活的用电需求相适应,提高电力系统的稳定性,并推动我国电力行业的发展和进步。
参考文献
[1]刘常生.我国继电保护及自动化行业的发展趋势与思考[J].继电保护及自动化,2019(19)23.
[2]朱海兵,宋亮亮,高磊,等.智能变电站继电保护及自动化系统综合标准化研究与建设[J].智能电网,2017(9):860-866.
[3]王家永,魏锥,许凯.220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计探讨[J].南方农机,2019,48(24):97
[4]齐书鹏.智能变电站继电保护系统提高可靠性的措施[J].电子技术与软件工程,2017(19):237-237.
[5]王悦研.智能变电站继电保护与故障检测新方法研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2018(09).