智能变电站继电保护及自动化系统综合标准化研究及建设

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：智能变电站继电保护及自动化系统的应用，提高电力整体运行水平，是现代化电力系统发展的必然趋势。智能变电站可以形成智能化的管理平台，提升电力调度的整体水平。本文主要对智能变电站继电保护及自动化系统进行分析。
　　 【关键词】智能变电站;继电保护;自动化;变电站
　　电力是当前人类社会发展中最重要的能源之一，因此世界各国一直没有停止对电力系统的研发，希望能够更好的提高电力系统运行的可靠性和稳定性。在电力系统中，变电站是其中最主要的组成部分之一，实现其运行的智能化和自动化也是当前电力系统发展中的重要目标。
　　1 智能变电站继电保护系统构成和特点
　　 以IEC61850f议为基础的智能变电站采用“站控层+间隔层+过程层”这一结构模式，而传统变电站则使用“站控层+间隔层”的自动化结构体系。传统变电站与间隔层完成了过程层的工作，但伴随着智能化时代的来临，大部分间隔层负责的工作却被开始向过程层转移。结构的变更，使得以IEC61850协议为基础的智能变电站继电保护系统基本功能均汇集于过程层、间隔层以及两者中间过程层网络当中。智能变电站继电保护系统主要由如下设备构成：电子式互感设备、合并单元、交换机以及网络接口等设备及元件。
　　智能变电站继电保护系统主要利用电子式互感设备收集所需的数据，之后利用合并单元合并所收集的数据，同时添加同步时钟传输的对时信号，将所得内容进行加密，并按照指定的密文方式通过网络传送至保护段。于保护可控制一侧，智能终端属于以此设备，负责确认测控设备及保护设备是否发出跳闸与合闸的命令，并将所接收的命令交由系统进行判断。系统确认之后下达控制指令，对断路器进行控制，收集断路器有关动作信号并将其传送至保护装置当中。
　　当相关的电力系统发生了一些故障之时，诸如线路过载运行或者说是设备短路这些情况，那么就一定要保障继电保护装置的可靠性，这么做的目的是为了将一些相应的信号能够及时的发出去，这样就可以在对其他的一些电气设备进行操作的时候就还能够对故障进行有效的切除，但是对于电力系统来说，出现故障的概率还是比较小的，所以继电保护装置的动作一般不会频率很高，在实际情况中，我们将故障分成两种，第一种叫做拒动故障，第二种叫做误动故障，其中拒动故障指的是，电力系统发生故障的时候，机电保护装置没有办法执行及时有效的动作，从而将故障点进行切除，这样出现的后果就是电力系统很有可能因此而崩溃;而后者也就是说故障的原因是出自继电保护装置本身的特性问题，或者说日常的运行受到了外界的干扰因素影响而发出了不该发出的动作。所以对于自动化装置来说，最主要的作用就是对系统中各种运行参数进行严格的监督和一定的控制，一般而言，自动化装置故障就表现为：主要的运行参数没有办法准确的测量，传输与控制也得不到保障。
　　 2 智能变电站继电保护系统操作方式
　　 关于测定智能变电站继电保护系统是否处于正常运行的状态，检修人员往往将检测的重点置于智能终端以及网络交换设备等通讯设备当前的运行状态检测之上，同时通过网络平台记录当前该系统的检测结果，确保结果记录的有效性。借此完成室外智能控制柜密封效果是否达标的检测工作，保证智能控制柜的密封效果。针对智能变电站继电保护监测与控制系统内容，检测人员必须对该系统所用的保护型软压板进行细致的检测，保证该软压板确实能够发挥其应有的作用。如此一来，智能变电站当中的电子设备处于运行状态，压板的投退行为方能依照对应的程序实现合理的操作方式。工作人员在操作系统之前以及操作完成之后，应对系统的监控画面、软压板进行检测，确认上述设备能够正常使用，保证继电保护系统能够正常运行。此外，工作人员还需在智能变电站继电保护系统操作时，保证母线刀闸应用的规范性，同时在投退过程中，保证母线刀闸确实放置于合理的位置之上及其当前并未存在电流。
　　 3 提高智能变电站继电保护系统可靠性的方案
　　 3.1 保证继电保护工作的完成
　　 提高智能变电站继电保护系统可靠性的主要方式之一便是在该环节中以最短时间完成跳闸系统性工作，同时强化智能变电站内部部分电器设备的保护工作，如变压设备以及输电线路等，以此应对智能电网于实际运行过程中需要面临的风险，尽可能减少智能电网受到的损失，使得电网调度系统的运行更为安全、稳定以及可靠。但工作人员在实际工作中应注意如下内容：工作人员需对该系统的基础功能形成控制，且适当对该系统部分构件、设备以及装置进行精简，如用以保护的装置以及设备等。通常情況下，主保护定值的波动性相对较小，智能变电站处于实际工作中，其不可能出现较大的变化。故而，变电站可以更为安全、稳定的工作。但智能变电站中所用的大部分设备均为一次设备。因此，在对其实施继电保护时，设计人员应确保开关同硬件之间彼此独立，并采取一定措施保护其独立性，借此确保母线以及输电线路可以正常运行。
　　 3.2 保证间隔层中的继电保护工作
　　 针对继电保护系统，建议设计人员在设计系统时采用双重化配置方式设计，而针对后备保护系统，则采用集中配置方式进行设计。后备保护系统的主要工作是确保后备设备能够正常运行，同时对处于开关失灵状态下的设备予以保护。不仅如此，还需保证临近区域内同该系统相连接的线路、对端母线可以正常运行，并形成合理、科学的跳闸方式。除此之外，设计人员还需注意智能变电站所有电压等级的集中配置方面内容，通过集中配置这一方式对变电站进行保护。设计人员通过对技术的调节，能够符合智能电网工作的实际需求，同时基于智能电网实际的工作状态，设计不同类型的电网运行方案，对智能电网进行更为深入的研究以及分析，从而对智能电网形成有效的保护。
　　 3.3 强化系统的冗余性
　　 强化继电保护系统的冗余性也是提高继电保护系统可靠性的主要手段之一。设计人员可选用如下方式实现系统冗余性的提高：其一，设计人员在设计系统过程中，可应用以太网交换设备内包含的数据链路层技术，以该技术为参考与辅助技术，研发不同类型的模式，从而实现各类型目标。其二，通过网路构架的需要强化系统冗余性。构成网络构架需要由三个基础网络构成，其根本目的在于保证继电保护系统能够稳定运行。具体内容如下：第一，针对总线结构而言，设计人员可应用交换设备完成信息数据传输工作，使得接线数量明显降低。但如此一来，系统的冗余度便有所降低。设计应用过程中，只能延缓时间以提高其敏感程度，达到预期要求。第二，针对环境结构而言，环路当中任何一点均可以提供一定冗余，但提供的程度之间存在一定差距。设计人员将其同以太网交换设备相结合，便可研发出管理交换设备，换言之便是生成树协议。该结构可以为机电系统的实际工作供应支持系统物理中断的冗余量，同时对网络重构形成一定控制，令其处于一定时间范围当中。但是，环形结构在实际运行时容易出现漏洞，即时间收敛问题。其需要在收敛缓解消耗较多时间，难以在短时间内完成工作，对系统重构产生一定负面影响。第三，星型结构，该结构无需长时间等待，不存在冗余度。所以，若主交换设备在工作时发生故障，则信息数据的传输必然受到影响。由此可见，该结构可靠性有待提高，不适合大范围使用。由此可见，继电保护系统的结构架的设计与选用，必须结合实际情况，选用更为合理的架构，以此提高系统的可靠性。
　　 4 结语
　　 电能是民众日常生活、工作、学习必不可少的能源之一。因此，继电保护系统的稳定性成为民众关注的重点。智能变电站继电保护系统的稳定运行同智能电网的运行息息相关。故而，电力企业应不断提高继电保护系统的可靠性，进而保证智能电网的稳定运行。
　　 参考文献：
　　 [1] 凌光，储祥国，张秀锋，等.基于系统测试观点的智能变电站与传统变电站继电保护比较研究[J].浙江电力，2016（7）：32-36，44.
　　 [2] 笃峻，叶翔，葛立青，等.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现[J].电力自动化设备，2016（7）：163-168，175.

转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14961503.htm