智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用韩丽丽

智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用韩丽丽

国网冀北电力有限公司唐山市丰润区供电分公司河北唐山064000

摘要:智能电网主要是指运用信息技术实现变电站自动化运行、信息共享化、变电站分区统一管理等,利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。变电站继电保护设备能够有效确保电力设备的安全、可靠的运行。在智能电网高速发展的今天,智能化、自动化的继电保护设备得到了大面积的普及应用,有效提升了电能输送的质量,对于继电保护设备状态检测就显得尤为重要。

关键词:智能变电站;继电保护;监测系统

智能变电站是电力系统发展的需要,也是社会发展对电力系统提出了新要求,现在计算机网络技术与移动通信技术快速发展,为智能变电站在线监测系统的设计提供了技术支持,智能变电站继电保护对电力系统供电起到保护作用,在线监测系统的应用,可以让工作人员通过在线系统就可以查看电力系统的运行情况,可以及时发现问题,对电力系统发生故障可以及时处理,有利于保护电力系统正常供电,本论文从不同方面阐述智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用,希望为研究智能变电站继电保护的专家和学者提供理论参考依据。

1继电保护设备的状态监测技术

继电保护(RelayProtection)主要是指对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护负责采集电网设备的运行状态,然后进行分析判断,输出指令的一个系统。传统的继电保护主要采用的是晶闸管调压器和移相器,对电力设备的电压、电流、相位进行调整,但是由于晶闸管调压器和移相器体积较大,而且调整精度较低,已然无法满足高精度继电保护工作。

在现代科学技术的推动下,微电子技术已广泛运用于智能电网继电保护当中,本文就对智能变电站继电保护在线监测系统的设计与应用进行详细分析。智能变电站继电保护设备状态监测系统主要包括:智能变电站电源信息,电源电平输出,即两功率或电压之比的对数,有时也可用来表示两电流之比的对数;

智能电网设备运行温度信息,具体包括设备内部的工作温度、装置过程层光纤数据接口的温度;监测光强信息,光强即发光强度,主要是发光体在给定方向上的发光强度,是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商,即单位立体角的光通量。智能变电站继电保护设备状态监测系统,可以有效监测装置过程层光纤数据接口接受的光强信息;

此外,智能变电站继电保护设备状态监测系统可以进行数据信息的统计,包括继电保护设备实际运行过程中无故障时间统计、继电保护装置采样值(SV)信息、装置面向通用对象的智能变电站事件(GOOSE)统计信息,GOOSE是IEC61850中的一种快速报文传输机制,用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号。

GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬接线的通信方式,大大简化了变电站二次电缆接线。此外,在线监测系统还负责对智能变电站继电保护设备自检信息,装置硬件以及回路自检信息的收集和整理。

2继电保护二次回路在线监测

2.1物理链路通信在线监测

物理链路通信在线监测是继电保护二次回路在线监测的主要内容,为了实现物理链路通信在线监测,需要明确智能变电站过程层设备的物理链路拓扑信息。物理链路通信监测主要是监测其的物理设备,设备是保障变电站供电的基础设施,必须保障供电设备的正常运行,无论采用组网通信方式,还是点对点通信方式,智能变电站继电保护系统的过程层通信方式都可以等效为图1所示:

图1通信等效模型

2.2逻辑链路通信在线监测

逻辑链路通信在线监测是继电保护二次回路在线监测的重要过程,目前主要厂家装置对GOOSE和SV配置均可进行在线校对,当发现发送配置和接收配置不匹配时能发出告警信号。在此基础上再验证发送的配置和SCD集成配置是否一致,就可以在逻辑上验证智能站相关装置的发送配置、接收配置与SCD集成配置的一致性,逻辑链路在线监测结构如图2所示:

图2逻辑链路在线监测示意图

3智能变电站在线监测系统设计

智能化变电站主要是智能化一次设备包括电子式互感器、智能化开关等和网络化二次设备分层,包括:过程层、间隔层、站控层所构建,建立在IEC61850标准和通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。下文从在线监测单元与智能组件的集成和集成智能组件在线监测信息上传两个方面,对智能变电站在线监测系统的设计进行深入分析:

3.1在线监测单元与智能组件的集成

现阶段,智能变电站继电保护在线监测系统的结构设计,主要采用的是一次设备机构、智能单元以及监测单元集成方式。该方式主要是将一次设备在线监测信息直接接入到集成智能组件,对于可以直接接入智能单元的监测信息包括:主变油中溶解气体、GIS微水、避雷器等,可将在线监测单元集成在一次设备的智能组件中,对于不能直接接入的监测信息则需要单独设置在线监测单元。

3.2集成智能组件在线监测信息上传

智能电网继电保护在线监测系统,将数据信息转换成数字信号上传至后台控制系统,其数据通信采用电力系统自动化统一的IEC61850标准,该标准通过对智能变电站继电保护设备通信方式进行规范化,使其形成一个规范的输出,实现系统的无缝连接。智能变电站在线监测系统结构,如图3所示。

图3:智能变电站在线监测系统结构图

4结语

综上所述,伴随着我国智能电网发展脚步的不断加快,对继电保护设备在线监测方面的需求也更加迫切。本文对智能变电站继电保护在线监测系统的设计与应用进行深入分析,对继电保护设备在线监测的主要技术进行阐述,为日后关于智能变电站在线监测系统的设计与优化提供理论依据。

参考文献:

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