智能变电站继电保护可靠性研究赵志帆孙静秀

智能变电站继电保护可靠性研究赵志帆孙静秀

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摘要:随着现代电力系统的发展,对于继电保护的要求将会更高,为此,加强对继电保护可靠性的研究十分必要。本文将对智能变电站继电保护进行分析和研究,并提出提高智能变电站继电保护可靠性的有效对策

关键词:智能变电站;继电保护;可靠性

引言

智能变电站继电保护的安全可靠运行对智能变电站的安全稳定运行具有重要意义,其可靠性研究也逐步引起学者和工程技术人员的兴趣。在电力系统运行和调度中,继电保护在对电网运行情况进行保护中,主要是对继电器触点上进行使用,对运行元件及整个电力系统等实施保护,这就是所谓的继电保护。在有故障出现在电力系统中时,将系统故障信号在最短的时间内传送到电网监控人员那里,或是把故障设备用自动化技术予以切除,将故障设备对电力系统的损坏上进一步给予消除,或是将对相邻电网的供电影响上予以降低。

1、智能变电站继电保护系统的结构

通常完整的智能化继电保护系统功能主要包含八大功能模块:互感器、智能终端、合并单元、保护单元、传输介质、断路器、交换机同步时钟源。诸多元件将每个互感器收集回的数据统一传递给交换机,并同时接受电路跳合闸和封闭信息的动作。交换机的功能是代替传统的二次电缆,为二次设备和单元的传递建立平台,进而帮助实现系统间的信息共享,因此使智能变电站具有通信网络化及信息数字化相结合的特点。因为该继电保护系统与传统的变电站有多不同,在此系统中智能终端扮演的角色是短路器的智能功能体验者,进而将断路器的开关位置转传给保护单元,因此要想实现继电保护系统可以准确判断故障发生的时间,就需要进一步对全站设备进行统一对时并且安置相同的时钟源。因为该系统一般采用光纤作为接口,是连接部分通信物质的重要环节,并且可以对接口发生的故障与通信故障可以统一进行处理,因此在继电保护系统中通信介质和接口是必不可少的,是确保系统设备可以正常运行的关键。

2、智能变电站继电保护系统的可靠性分析

2.1变压器配置保护

如果在变电站的配电过程中一旦出现电压不足或过载现象,将对电力系统的正常运行造成严重影响,因此要对电压的额度进行有效限定,要想有效提高继电保护系统的可靠性,就要在配电保护过程中,将变压器采取分布式配置,因为系统中电压控制功能和继电保护系统都将由变压系统完成,所以要结合集中式配置方法使系统复杂度降低,在后期配置的继电保护中实现变压器的继电保护功能,从而有效提高配电保护系统的可靠性

2.2过程层中的继电保护

在这个阶段中,需要对迅速跳闸的系统性功能上予以实现,对母线、变压器、输电线路等设备实施保护,进而将电网运行的风险降低下来,对电网调度系统的安全上给予一定的保护,对系统的主要保护功能上要重点的去把握,对系统保护的设备和装置上进行简化。通常来讲,有较小的波动性存在于主保护定值中,在电力系统具体运行发生了变化之后,它也不会改变,对电力系统的稳定运行上能够予以实现。但是因为大量的应用一次设备,在保护中,在设计开关时一定要同硬件分离,对相对的独立性上予以保护,进而对母线的保护和输电线路的保护上予以实现。就相同的输电线路而言,对于独立采样可以利用不同的开关电流给予实现,在调整时用主保护的通信口予以实现,进而综合的把握系统电流。可以用一个多端的线路保护来定义智能变电站中的变压器保护和母线保护,在对站内保护装置同步采样进行实现中,也要对线路保护的同步采样解决方式上进行使

2.3间隔层中的继电保护

需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中,集中的配置后备保护,后备保护系统将后备设备的保护和开关失灵的保护为变电站提供出来,同时,还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线,在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障上进行判断,进而将有效的跳闸策略制定出来。此外,将等级集中配置在全站的全部电压中予以实现,对技术上以便实施的进行调整,对电网运行的具体情况上予以适应。并且,可以在电网运行具体情况的基础上,将几套运行方案事先设定出来,进而有效的分析站内的电网系统,将最佳的运行方案选择出来,对智能变电站的继电保护上予以实现。

2.4以太网冗余性

增加系统冗余性能够有效确保变电站继电保护系统的安全、可靠运行,主要通过两个途径能够实现目标。一方面:以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助,通过利用多种模式,能够实现不同的目标。

另一方面,网络架构需求,网络架构需求是由三个基础网络构成的,实现提高变电站继电保护系统可靠性目的。首先,总线结构,总线结构通过交换机实现数据信息传送任务,能够有效减少接线,但是,相比较而言,其冗余度较差,在使用过程中,需要延长时间来增加其敏感度以达到目的;其次,环形结构,与总线结构类似,其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余,将其与以太网交换机有机结合,能够出现管理交换机,也就是生成树协议,这种结构能够为继电系统运行提供物理中断的冗余度,并将网络重构控制在一定时间范围内,然而,环形结构在使用过程中存在的弊端主要是收敛时间问题,收敛时间较长,无法快速完成任务,影响系统重构;最后,星型结构,星型结构是一种等待时间较短的结构,比较适用于较高场合,没有冗余度,但是,如果主交换机在运行过程中,出现故障,会影响信息传送,相比之下,其可靠性较低,不建议推广和普及。因此,变电站在选择继电保护系统网络构架时,需要结合自身实际情况,比较优势和缺点,选择合适的网络架构,提高继电保护系统可靠性。

2.5环形结构母线保护可靠性

环形结构作为可靠性较高的结构,将其运用到母线保护装置中具有十分重要的意义。通过分析,并采取最小路节点历法计算可知,传统结构的母线保护可靠性较低,环形网络结构母线保护可靠性能够满足继电保护系统可靠性要求,各项指标有明显提升,另外,环形结构对元件损害较小,能够大大提高继电系统安全、可靠性。在变电站继电保护系统母线保护装置中融入环形结构能够实现继电保护系统可靠运行的目标。

结束语

综上所述,本文针对智能变电站继电保护系统可靠性进行探讨,结合智能变电站继电保护系统的结构和智能变电站继电保护系统可靠性的分析方式以及智能变电站继电保护系统的可靠性分析做出详细分析,希望对我国日后的智能变电站系统的发展起到有效的建议,以确保继电保护系统安全运行,进而促进智能电网建设工作顺利进行。

参考文献:

[1]谷磊.智能变电站继电保护可靠性研究[D].广州:广东工业大学,2014.

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