智能变电站技术及其对继电保护的影响王猛

智能变电站技术及其对继电保护的影响王猛

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摘要:随着科技的不断发展,智能变电站的技术逐渐成熟。其变电站自动化技术作为智能电网建设的核心部分,是目前各大电厂主要研究的方向。与此同时,继电保护是确保整个系统安全性的重要环节,智能变电站的运行也主要是在继电保护的工作中运行的。为了保证智能电网的安全运行,就需要对智能变电站技术在继电保护方面的应用做进一步的探讨。

关键词:智能变电站技术;继电保护;影响

一、智能变电站技术的特点分析

(一)智能变电站技术概述

智能变电站的宗旨是通过应用先进智能化的设备,促进变电站向网络化、信息化、数字化的方向发展。智能变电站具有自动收集、测量、分析数据的功能。并且可以根据智能电网的不同需求进行合理化调节,实现远程自动化控制和实时在线监控分析功能。最终达到有效进行变电站互动和电网调度的目的。参考ICE61850标准,设备智能化、网络化、交互标准化等技术可以在智能变电站中很好的体现出来。一次智能化设备作为智能变电站的基础设施,被广泛应用在变电站中,这些设备主要由常规设备和智能组件构成,虽然并不是严格意义上的智能设备,但是仍然促进了变电站的智能化发展。相比于传统变电站,智能变电站采用了电子互感器和网络传输的新设备和新技术。实现了一次设备和二次设备的实时数据交换。并且设备间使用高速光纤网络进行通信,为二次设备的信息共享提供了条件,改善了传统设备中二次回路弱化信号的问题。

(二)智能变电站组成结构解及应用技术特点

智能变电站的逻辑结构包括了“过程、间隔、站控”三个层级,以及过程层网络和站控层网络,其中这两个网络运行位置主要集中于三个层级中。过程层主要包括变压器、高压断路器等和一次设备有关智能设备,主要负责对各设备的检查以及收集相关数据。间隔层则包括各种继电保护工作和设备监控工作。站控层则包括工作站、数据前置机等设备。变电站的这些智能技术和设备取代了人工监测工作,降低了失误率,提高了整个系统的可靠性。智能变电站中,继电保护的过程层主要是指隔离开关、变压器一次设备以及其相关智能组件,负责数据收集和射中设备的检测,并执行相关的控制命令。间隔层主要是指各监控设备,负责监控并保护设备。控制层则由数据前置机和人机交互设备构成,负责对整定值的召唤、修改和传输,并对录波文件进行存储和传递,达到变电站集中管控的目的。相比于传统变电站继电保护以装置为中心的结构方式,智能化变电站家电保护则通过过程层的网络功能实现信息传递和共享。智能变电站继电保护以保护功能的模块化为基本原则进行组织构建,使得继电保护不在依赖于装置,让继电保护的功能更加有效和自由,使得继电保护装置可以安在任何满足条件的设备中。

二、智能变电站技术对继电保护的影响

(一)智能变电站技术对继电保护数据信息和原理的影响

电子互感器替代电磁互感器之后,继电保护数据元数据出现变化。原有电磁互感器支持下的计算方法、计算原则等得到重新调整规划,其使用操作意义也发生了深刻的变化。电子互感器的应用对数据信息、继电保护装置构成、继电保护装置应用产生了深刻的影响。为此,在电子互感器替代电磁互感器之后,需要对继电保护进行重新估计,从而更好地发挥出电子互感器优势,形成继电保护操作和应用的新算法。二次信息替代了原有的二次电缆,继电保护信息数据传输方式出现变化。二次信息实现统一建模发展,继电保护数据处理和利用方式出现了变化。IEC61850标准是电力系统自动化的全球通用标准。它通过标准的实现,实现了智能变电站的工程运作标准化。使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。各种设备之间的沟通、交流进一步加强,促进了电力设备之间的交互发展,IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化。使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明化。智能化变电站实现了二次信息和IED设备应用系统的分离发展,为数据源的唯一性实现提供了重要支持。

(二)智能变电站技术对继电保护架构和机制的影响

网络化数据信息改变了传统继电保护计算出口一体化局面;网络数据信息智能化应用发展打破了原有二次回路不可测的局限;应用对等信息替代原有的以保护装置为基础的继电保护运行管理模式。

(三)智能变电站技术对继电保护架构调试和运行维护的影响

第一,智能变电站继电保护形态、运行模式的发展实现了重大变化,但是继电保护运行技术规范和标准还存在一定的滞后性。第二,在智能变电站扩建、设备变更的时候,怎样调整设备SCD文件和CID文件成为有关人员需要思考的问题。第三,二次信息网络传输能够对继电保护装置的回路进行全过程监测管理。第四,基于国际统一标准的智能变电站技术应用发展仍处于一种发展探索阶段,不同人员对基于国际统一标准的理解不同,加强智能变电站拓展定义的不规范,在很大程度上对智能变电站的调试、设计和运行维护带来了重大挑战,想要实现对智能变电站的有效应用管理,需要各个厂家、企业、部门的协调配合,结合实际情况不断调整智能变电站应用方案,促进电力系统的稳定运行。

三、智能变电站继电保护设计优化措施

(一)安全性优化

在智能变电站中,继电保护装置都是IEC61850标准体系的,但是因为其为统一发布,所以可以说是处于完全透明的网络环境中。因此,保护系统在运行的过程中,遭受网络攻击的概率大大增加,极大的降低了信息的安全性。所以为了系统能够稳定的运行,有必要对系统的安全性进行分析。由于在IEC61850标准体系中,并没有对安全性做详细的规定,所以在进行优化的时候要结合以往的运行管理经验,在安全防护方面采取科学有效的优化措施。

(二)可靠性优化

发展到目前为止,智能化变电站中的继电保护已经实现了数字化且保护结构所使用的电子设备较多,可以大大提高变电站的运行稳定性,同时对于变电站的安全运行也有重要的意义,能够满足社会生产生活对供电网的需求。需要注意的是,在选择保护结构中电力电子设备的时候,一定要考虑到实际的运行情况进行优化,以保证运行设计方案的中的应用效果得到最大化的发挥,将外界因素的影响作用控制到最小范围,严禁信息不同步及电磁兼容等问题发生,保障保护系统的运行稳定性。针对保护结构电子设备易受外界影响这个问题,进行针对性解决措施的提出,确保系统运行的稳定性。

(三)实时性优化

智能变电站继电保护的重要特点之一就是具有实时性,但是在设计保护结构的时候,设计工作通常会受合并器链路传播时延、交换机交换时延等因素的限制,从而影响变电站数字化互感器的传输效果,导致传输误差超出允许范围。根据经验总结以及实际运行情况来看,造成数字式互感器采样值传输抖动的原因有很多,其中影响比较大的是合并器排队与交换机的转发,因此要进行相应的优化。当合并器完成采集器传输数据信息之后,合并器会有一个排队处理过程,而且接受采集器通信阶段也会出现等待时间,同时受系统交换机性能的影响,实际运行中会出现不同程度的延时,因此需要采取相应的措施进行优化。

四、结论

综上所述,智能变电站是智能电网发展变化的重要环节,对电网稳定运行管理起到了十分重要的影响。智能变电站在发展的过程中以数字化继电保护为重要辅助形式,和传统变电站相比,显示出自身发展应用优势,是电力系统自动化发展的一种重要趋势。基于智能变电站继电保护装置技术应用管理的复杂,在具体的操作中,仍需要有关人员结合实际,总结智能变电站继电保护技术的应用,从而进一步提升智能变电站继电保护装置应用水平。

参考文献:

[1]韩海山,王莉.关于智能变电站继电保护技术优化措施探讨[J].科技创新与应用,2017,03:198.

[2]刘旸.智能变电站继电保护技术优化探讨[J].山东工业技术,2015,21:49.

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