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【關(guān)鍵詞】微機(jī)繼電保護(hù);電力程;應(yīng)用;發(fā)展
1.前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的不斷提高,人們對電能的需求和依賴性越來越強(qiáng),對安全穩(wěn)定供電的要求也越來越高。電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對保證國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平的不斷提高有著越來越重要的意義。電力系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,將會(huì)給人們的生產(chǎn)和生活帶來不可估量的巨大損失。
電氣設(shè)備的保護(hù)技術(shù)是研究電力系統(tǒng)故障和危機(jī)安全運(yùn)行的異常工況,以探討其對策的反事故自動(dòng)化措施。微機(jī)繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)密不可分的一部分,是保障電力設(shè)備和防止、限制電力系統(tǒng)大面積停電的最基本、最重要也是最有效的技術(shù)手段。
2.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
相對于傳統(tǒng)繼電保護(hù)而言,微機(jī)保護(hù)具有運(yùn)算速度快、功能靈活、可靠性高、維護(hù)調(diào)試工作量小等優(yōu)點(diǎn)。微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多,電網(wǎng)中繼電保護(hù)微機(jī)化率穩(wěn)步增長。
3.微機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)裝置的對比分析
3.1 繼電保護(hù)的任務(wù)是判斷電力系統(tǒng)有關(guān)電氣設(shè)備是否發(fā)生故障而決定是否發(fā)出跳閘命令,使發(fā)生故障的電氣設(shè)備盡量迅速地與電力系統(tǒng)隔離。為此,首先要取得與被保護(hù)電氣設(shè)備有關(guān)的信息,根據(jù)這些信息,按不同的原理,進(jìn)行綜合和邏輯判斷,最后做出抉擇,并付諸執(zhí)行。所以,繼電保護(hù)的基本結(jié)構(gòu)大致上可以分為三部分:信息獲取與初步加工;信息的綜合、分析與邏輯加工、抉斷;抉斷結(jié)果的執(zhí)行。
3.2 信息要通過電壓、電流傳送,有時(shí)還通過一些開關(guān)量傳遞。早期,在機(jī)電型繼電器中,電流電壓直接加到繼電器的測量機(jī)構(gòu),變換成機(jī)械力,然后在機(jī)械力的層次上進(jìn)行比較判別,中間并不需設(shè)置其他的變換、隔離等環(huán)節(jié)。隨著電子技術(shù)的引入,通常使用所謂的電流變換器、電壓變換器以及電抗變換器等等。在晶體管型繼電保護(hù)、整流型繼電保護(hù)以及集成電路型繼電保護(hù)中都采用類似的變換環(huán)節(jié),其間并沒有本質(zhì)的差別,這些環(huán)節(jié),可以稱為“信息預(yù)處理”環(huán)節(jié)。
由于計(jì)算機(jī)是數(shù)字電路,其工作電平比集成電路的工作電平還低,因此,計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)同樣也需要設(shè)置信息預(yù)處理環(huán)節(jié),需要隔離屏蔽、變換電平等等處理。
3.3 繼電保護(hù)的主要任務(wù)是操作、控制與被保護(hù)電氣設(shè)備有關(guān)斷路器,使發(fā)生故障的電氣設(shè)備迅速與電力系統(tǒng)分隔離開來,最大限度地減輕故障對電力系統(tǒng)的影響,減輕故障設(shè)備的損壞程度。這種操作是通過控制跳閘線圈實(shí)現(xiàn)的,也就是給線圈通入電流實(shí)現(xiàn)的。
3.4 計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的根本區(qū)別是在中間部分,即信息的綜合、分析與邏輯加工、判斷環(huán)節(jié)。區(qū)別主要是在于實(shí)現(xiàn)上述功能的手段不同。傳統(tǒng)繼電保護(hù)是靠模擬電路(或繼電器元件)的構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)的,即用模擬電路實(shí)現(xiàn)各種電量的加、減、乘、除和延時(shí)與邏輯組合需求。而計(jì)算機(jī)保護(hù),即數(shù)字式繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)值(包括邏輯)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)上述功能的。計(jì)算機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算是通過軟件進(jìn)行的,即這些運(yùn)算要通過預(yù)先按一定的規(guī)則(語言〉制定的計(jì)算程序進(jìn)行的。這是與模擬式繼電保護(hù)截然不同的工作模式。也就是說,計(jì)算機(jī)式繼電保護(hù)是由“硬件”和“軟件”兩部分組成的,硬件是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的基礎(chǔ),而繼電保護(hù)原理是直接由軟件,即由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的,程序的不同可以實(shí)現(xiàn)不同的原理,程序的好壞、正確與錯(cuò)誤都直接影響繼電保護(hù)性能的優(yōu)劣、正確或錯(cuò)誤。
4.微機(jī)繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成
微機(jī)保護(hù)就是指與數(shù)字式計(jì)算機(jī)(包括微型計(jì)算機(jī))為基礎(chǔ)而構(gòu)成的機(jī)電保護(hù)。微機(jī)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成分為硬件和軟件。
4.1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成及其功能
微機(jī)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)包含以下五個(gè)部分:
(1)數(shù)據(jù)采集單元即模擬量輸入系統(tǒng)。
(2)數(shù)據(jù)處理單元即微機(jī)主系統(tǒng)。
(3)數(shù)字量輸入/輸出接口即開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)。
(4)通信接口。
(5)電源。
4.2 微機(jī)保護(hù)裝置軟件通??煞譃楸O(jiān)控程序和運(yùn)行程序兩部分。所謂監(jiān)控程序包括對人機(jī)接口鍵盤命令處理及為插件調(diào)試、整定設(shè)置顯示等配置的程序。所謂運(yùn)行程序就是指保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下所執(zhí)行的程序。微機(jī)保護(hù)運(yùn)行程軟件一般可分為三個(gè)部分。
(1)主程序。包括自檢、開放及等待中斷等待。
(2)中斷服務(wù)程序。
(3)故障處理程序。
5.微機(jī)繼電保護(hù)裝置特點(diǎn)
5.1 調(diào)試維護(hù)方便。在微機(jī)保護(hù)應(yīng)用之前,整流型或晶體管型繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工作量很大,原因是這類保護(hù)裝置都是布線邏輯的,保護(hù)的功能完全依賴硬件來實(shí)現(xiàn)。微機(jī)保護(hù)則不同,除了硬件外,各種復(fù)雜的功能均由相應(yīng)的軟件(程序)來實(shí)現(xiàn)。
5.2 高可靠性。微機(jī)保護(hù)可對其硬件和軟件連續(xù)自檢,有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力。它能夠自動(dòng)檢測出其自身硬件的異常,并配合多重化措施,可以有效地防止拒動(dòng);同時(shí),軟件也具有自檢功能,對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行校錯(cuò)和糾錯(cuò),即自動(dòng)地識(shí)別和排除干擾,因此可靠性很高。
5.3 易于獲得附加功能。傳統(tǒng)保護(hù)裝置的功能單一,僅限于保護(hù)功能,而微機(jī)保護(hù)裝置除了提供傳統(tǒng)保護(hù)功能外,還可以提供一些附加功能。例如,保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和各部分的動(dòng)作順序記錄,故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。對于線路保護(hù),還可以提供故障點(diǎn)的位置(測距),這將有助于運(yùn)行部門對事故的分析和處理。
5.4 靈活性。由于微機(jī)保護(hù)的特性主要由軟件決定,因此替換或改變軟件就可以改變保護(hù)的特性和功能,且軟件可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)性,依靠運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)改變整定值和特性,從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。
5.5 改善保護(hù)性能。由于微機(jī)的應(yīng)用,可以采用一些新原理,解決一些傳統(tǒng)保護(hù)難以解決的問題。例如,利用模糊識(shí)別原理判斷振蕩過程中的短路故障,對接地距離保護(hù)的允許過渡電阻的能力,大型變壓器差動(dòng)保護(hù)如何識(shí)別勵(lì)磁涌流和內(nèi)部故障,采用自適應(yīng)原理改善保護(hù)的性能等。
5.6 簡便化、網(wǎng)絡(luò)化。微機(jī)保護(hù)裝置本身消耗功率低,降低了對電流、電壓互感器的要求,而正在研究的數(shù)字式電流、電壓互感器更易于實(shí)現(xiàn)與微機(jī)保護(hù)的接口。同時(shí),微機(jī)保護(hù)具有完善的網(wǎng)絡(luò)通信能力,可適應(yīng)無人或少人值守的自動(dòng)化變電站。
6.微機(jī)繼電保護(hù)事故處理的思路
當(dāng)前,主要基于三種思路來考慮。
6.1 避免故障和錯(cuò)。誤,包括選用高質(zhì)量的元件和采用屏蔽隔離等以防干擾;故障自動(dòng)檢測,發(fā)現(xiàn)故障時(shí)及早報(bào)警或自動(dòng)閉鎖,不影響保護(hù)對象的正常工作;容錯(cuò)設(shè)計(jì),使局部故障時(shí)不降低整套裝置的性能,不中斷保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。!”#
6.2 抑制干擾。干擾就是指除有用信號(hào)以外的所有可能對裝置的正常工作造成不利影響的內(nèi)部或外部的電磁信號(hào)。干擾將造成微機(jī)保護(hù)裝置的計(jì)算或邏輯錯(cuò)誤,程序運(yùn)行混亂,甚至元件的損壞等。由于微機(jī)保護(hù)裝置的工作環(huán)境比較惡劣,在保護(hù)裝置的周圍往往存在許多復(fù)雜的電力設(shè)備和輸電線路等。微機(jī)保護(hù)要有較強(qiáng)的抗干擾能力。微機(jī)保護(hù)往往從干擾的三個(gè)因素入手來提高自身的抗干擾能力:明確干擾源,切斷耦合途徑和降低裝置本身對干擾的敏感度。
6.3 故障的自動(dòng)檢測。故障的自動(dòng)檢測就是當(dāng)裝置內(nèi)有元件損壞時(shí),系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警,以便能迅速采取措施予以修復(fù)。目前微機(jī)保護(hù)常用的檢測方法按檢測時(shí)機(jī)可分為即時(shí)檢測和周期檢測;按檢測對象可分為元器件檢測和成組功能檢測。作為一種具有高可靠性要求的控制系統(tǒng),人們采取了各種措施以提高微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
7.結(jié)束語
關(guān)鍵字:微機(jī)繼電;保護(hù);措施
中圖分類號(hào):G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)進(jìn)行安全正常運(yùn)行的最重要保障,目前為止,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著我國的科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展和進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)日益的呈現(xiàn)出向網(wǎng)絡(luò)化、微機(jī)化、智能化,控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信和測量一體化發(fā)展的趨勢。本文主要分析微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀,以及其中存在的問題,提出相應(yīng)的解決措施。
1微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀
我國的微機(jī)保護(hù)研究起步較晚,在20世紀(jì)70年代末期、80年代初期才開始,但是由于我國繼電保護(hù)工作者的努力,進(jìn)展卻很快。到了80年代末,計(jì)算機(jī)繼電保護(hù),特別是輸電線路微機(jī)保護(hù)已達(dá)到了大量實(shí)用的程度。我國對計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。從70年代開始,各大學(xué)校研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上的新一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。
在主設(shè)備保護(hù)方面,發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)也相繼通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。因此到了90年代,我國繼電保護(hù)進(jìn)入了微機(jī)時(shí)代。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應(yīng)用于實(shí)際之中。
2繼電保護(hù)中存在的問題
從電壓互感器方面來說,電壓互感器的二次電壓回路在運(yùn)行的過程中所出現(xiàn)的故障是繼電保護(hù)工作中的一個(gè)相對薄弱的環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常重要的,在PT二次回路時(shí)設(shè)備不多,接線也不復(fù)雜,但出現(xiàn)在PT二次回路上的故障卻不少見。根據(jù)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來說,PT二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面:
在PT二次中性點(diǎn)接地方式異常,其主要表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點(diǎn)接地。二次未接地(虛接)除了在有關(guān)變電站接地網(wǎng)方面相關(guān)的原因,更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網(wǎng)之間產(chǎn)生了電壓,該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。而這個(gè)電壓疊加到保護(hù)裝置的各相電壓上,使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位的變化,從而引起阻抗元件和方向元件誤動(dòng)或拒動(dòng)。
PT開口三角電壓回路產(chǎn)生了異常,PT開口三角電壓回路處斷線,有機(jī)械上的原因,其短路則與某些習(xí)慣做法有關(guān)。在電磁型母線、變壓器保護(hù)中,為了達(dá)到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻進(jìn)行短接,有的則使用小刻度的電流繼電器,從而大大的減小了開口三角回路阻抗。當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時(shí),零序電壓比較大,回路負(fù)荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后把絕緣體進(jìn)行破壞從而發(fā)生短路。短路持續(xù)時(shí)間過長就會(huì)燒斷線圈,從而使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區(qū)也發(fā)生過。PT二次失壓;PT二次失壓可以說是在困擾使用電壓保護(hù)中的最經(jīng)典問題,糾其根本就是各類開斷設(shè)備性能和二次回路不完善所引起的。
3系統(tǒng)保護(hù)措施
由于微機(jī)的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)作過程不同于模擬式保護(hù)那樣直觀,對造成微機(jī)保護(hù)裝置所發(fā)生的故障也有自身的特點(diǎn),在對微機(jī)繼電保護(hù)裝置發(fā)生的故障原因進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)和分析及在處理方面的特點(diǎn)時(shí),主要在于要掌握其規(guī)律性,進(jìn)行快速有效的對故障進(jìn)行處理,從而避免由于繼電保護(hù)的原因而引發(fā)相關(guān)的設(shè)備或電網(wǎng)事故的可能性,要確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)兩者之間有著本質(zhì)上的區(qū)別,經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些簡單的事故是很容易被排除的,但是對于少數(shù)的故障僅憑自己掌握的經(jīng)驗(yàn)是難以進(jìn)行排除的,對其應(yīng)該采取正確的步驟和方法進(jìn)行解決。
3.1要用正確的心態(tài)來對待事故
有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后,要按照現(xiàn)場的指示信號(hào)燈來進(jìn)行處理,要是無法找到其故障發(fā)生的原因,或者在斷路器跳閘后沒有相關(guān)的信號(hào)燈進(jìn)行指示,無法來判斷其事故發(fā)生的原因是設(shè)備引起的事故還是人為所引起的事故,在這種情況下,往往會(huì)跟工作人員的運(yùn)用措施不利、重視的程度不夠等相關(guān)的原因有關(guān)。如果是人為的事故就必須如實(shí)的向上級(jí)進(jìn)行反應(yīng),以便分析事故的原因和避免的過多浪費(fèi)時(shí)間。
3.2在故障的記錄方面要加緊落實(shí)
微機(jī)的事件記錄、裝置燈光顯示的信號(hào)、故障錄播的圖形,是事故在處理方面最重要的依據(jù)。根據(jù)有用的信息來作出正確的判斷,這是解決問題的關(guān)鍵所在,如果通過一、二次系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查,發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)的故障使繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常的工作,則不存在繼電保護(hù)事故所處理的問題。如果判斷事故出現(xiàn)在繼電保護(hù)的上面,應(yīng)盡量的維持其原狀,要做好記錄,要在故障處理的計(jì)劃完成后才能進(jìn)行接下來的開展工作,從而避免了原始狀況被破壞的可能性,造成給事故處理帶來不必要的麻煩。在實(shí)際的運(yùn)行過程中,運(yùn)行人員應(yīng)該充分的利用站內(nèi)的設(shè)備功能,進(jìn)行綜合的對事故的現(xiàn)場進(jìn)行有效的分析,然后做出正確的判斷。 4繼電保護(hù)新技術(shù)
繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢。
4.1自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化,進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。這種新型保護(hù)原理的出現(xiàn)引起了人們的極大關(guān)注和興趣。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn),在輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、自動(dòng)重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。
4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和模糊控制理論逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,為繼電保護(hù)的發(fā)展注入了活力?;谏锷窠?jīng)系統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有分布式存儲(chǔ)信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn),其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動(dòng)控制和非線性優(yōu)化等問題。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng),該故障診斷系統(tǒng)利用電力系統(tǒng)中繼電器和斷路器的狀態(tài)信息來進(jìn)行故障范圍的估計(jì)。這一系統(tǒng)可應(yīng)用于電力系統(tǒng)控制中心,輔助調(diào)度員對故障范圍進(jìn)行判別,及時(shí)地采取措施對故障進(jìn)行處理,以保證電力系統(tǒng)供電的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
4.3變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)
繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的緊密結(jié)合已成為可能,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。
目前,用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù),包括故障錄波、緊急控制裝置,雖然已實(shí)現(xiàn)了微機(jī)數(shù)字化,但幾乎都是功能單一的獨(dú)立裝置,各個(gè)裝置缺乏整體協(xié)調(diào)和功能的調(diào)優(yōu),且功能交叉,輸入信息不能共享,接線復(fù)雜,從整體上降低了可靠性,同時(shí)不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的強(qiáng)大功能和速度,經(jīng)濟(jì)上也是一種浪費(fèi)。
結(jié)束語
本文主要根據(jù)電力系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際的運(yùn)行狀況和以上的事故與故障的經(jīng)驗(yàn)和方法,對微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的一些問題的原因進(jìn)行了一般性的分類,并在一定的范圍內(nèi)總結(jié)了處理事故的思路和方法,還介紹了有關(guān)在提高處理相應(yīng)的事故和故障的最基本途徑以上的思路和方法,都具備其實(shí)用性和可操作性。
參考文獻(xiàn)
[1]楊奇遜,黃少鋒.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)(第二版).北京:中國電力出版社,2005
關(guān)鍵詞:微機(jī)繼電保護(hù) 35kV變電站 運(yùn)行現(xiàn)狀
一、繼電保護(hù)概述
(一)繼電保護(hù)的概念
繼電保護(hù)是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài),并及時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)化設(shè)備。其任務(wù)是:
1、自動(dòng)、迅速有選擇地切除故障組件,使無故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行,使故障部分設(shè)備免遭毀壞。
2、發(fā)現(xiàn)電氣組件的不正常狀態(tài),根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件動(dòng)作于發(fā)信號(hào),減負(fù)荷或跳閘。
(二)繼電保護(hù)的基本原理
電力系統(tǒng)不同電氣組件故障或不正常運(yùn)行時(shí)的特征可能是不同的,但在一般情況下,發(fā)生短路故障之后總是伴隨有電流增大,電壓降低,電流、電壓間的相位發(fā)生變化,測量阻抗發(fā)生變化等,利用正常運(yùn)行時(shí)這些基本參數(shù)與故障時(shí)的區(qū)別,可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)。例如反應(yīng)電流增大的過流保護(hù),反應(yīng)電壓降低的低電壓保護(hù),反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的距離(或阻抗)的距離保護(hù),反應(yīng)電流、電壓間相位的方向保護(hù)等。
(三)繼電保護(hù)的基本要求
動(dòng)作與跳閘的繼電保護(hù),在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上一般應(yīng)滿足五個(gè)基本要求,即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
1、選擇性。繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),僅將故障組件從電力系統(tǒng)中切除,使停電范圍盡量縮小,以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。
2、速動(dòng)性??焖俚厍谐龉收峡梢蕴岣唠娏ο到y(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性,減少用戶在低電壓情況下的工作時(shí)間,減少故障組件的損壞程度。
3、靈敏性。繼電保護(hù)的靈敏性,是指對于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是,在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),不論短路點(diǎn)的位置在何處,短路的類型如何,以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻,都應(yīng)敏銳感覺,正確反應(yīng)。
4、可靠性。保護(hù)裝置的可靠性是指在該裝置規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),它不應(yīng)拒動(dòng),而在任何其他不應(yīng)動(dòng)作的情況下,它不應(yīng)誤動(dòng)。因此可靠性包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:可靠不拒動(dòng)和可靠不誤動(dòng)。
二、微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)和軟硬件構(gòu)成
(一)微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)
微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)顯著優(yōu)勢:高速的運(yùn)算能力和完備的存貯記憶能力,以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集,A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù),使其在速動(dòng)性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù),而顯示了強(qiáng)大生命力,與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比,微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn),其主要特點(diǎn)如下:
1、改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能,正確動(dòng)作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性;其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù);可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù),如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,其運(yùn)行正確率很高,已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。
2、可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
3、工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用,制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);裝置體積小,減少了盤位數(shù)量;功耗低。
4、可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響,不易受元件更換的影響;且自檢和巡檢能力強(qiáng),可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身??梢允∪ッ磕昊ㄙM(fèi)大量人力物力而必須去做的繼電保護(hù)預(yù)防性試驗(yàn),可以保證生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行
5、內(nèi)部編程軟接線的方式大大降低了電氣二次線路的復(fù)雜性。
(二)微機(jī)繼電保護(hù)軟硬件構(gòu)成
微機(jī)型繼電保護(hù)裝置一般由以下幾個(gè)部分組成:中央處理單元、采樣A/D轉(zhuǎn)換單元、交流變換單元、開關(guān)量轉(zhuǎn)換單元、出口繼電器單元、串行通信單元。軟件算法主要有:暫存區(qū)擴(kuò)展法、定值轉(zhuǎn)換法、濾波及傅氏算法、突變量算法。
四、微機(jī)型繼電保護(hù)在35kV變電站的應(yīng)用
35kV變電站雖然屬于終端變電站,其變電設(shè)備、運(yùn)行方式等相對簡單,但是其能否安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,直接影響著用戶的用電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。因此,及時(shí)、可靠的保護(hù)35kV變電站的主要設(shè)備和供電出線,或者在事故、跳閘前及時(shí)報(bào)警以提醒值班人員加強(qiáng)防備,而顯得十分必要。
(一) 電力變壓器
電力變壓器出現(xiàn)的故障主要有繞組及其引出線相間短路,繞組匝間短路,外部短路引起的過電流,過負(fù)荷,油面降低,變壓器溫度升高等。針對其可能發(fā)生的故障,主要使用了主變差動(dòng)保護(hù)裝置、高低后備保護(hù)裝置、非電量保護(hù)裝置三種保護(hù)裝置對其進(jìn)行保護(hù)和告警。
(二)10kV供電線路
10kV供電線路出現(xiàn)的故障主要有:相間短路、單相接地、過負(fù)荷等。針對其可能出現(xiàn)的故障,主要使用了具有復(fù)合電壓閉鎖的三段式過流保護(hù)、過負(fù)荷告警、低電壓保護(hù)、低周波減載、互感器二次線路斷線報(bào)警、自動(dòng)重合閘等功能的線路保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)和告警。
(三)35kV線路
35kV線路同10kV供電出線一樣,其故障主要有:相間短路、單相接地、過負(fù)荷等。但是35kV線路在作為某一個(gè)變電站的主要電源進(jìn)線以外,還承擔(dān)著發(fā)電站或另一個(gè)變電站輸電的樞紐作用,其存在多個(gè)電源點(diǎn)。另外,對于一個(gè)變電站存在2-3條35kV進(jìn)線時(shí),其還承擔(dān)著電源的相互備用的作用。因此,針對以上情況,35kV線路微機(jī)保護(hù),除了具有復(fù)合電壓閉鎖的三段式過流保護(hù)、過負(fù)荷告警等保護(hù)功能外,還配置了方向保護(hù)、距離保護(hù)、備自投等功能的保護(hù)裝置。
(四)10kV電容器組
電力電容器有電容器內(nèi)部故障及其引出線短路,電容器組和斷路器之間連接線短路,電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓,所連接的母線失壓。因此,對于電容器保護(hù)裝置主要配置了具有三段式電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、低電壓自投、過電壓自切等功能。
五、微機(jī)繼電保護(hù)在35kV變電站應(yīng)用的缺陷和不足
1、裝置內(nèi)多數(shù)保護(hù)功能無需應(yīng)用。對于現(xiàn)在運(yùn)行的35kV變電站來說,其真正使用的保護(hù)功能相對較少,而多數(shù)廠家配備的保護(hù)裝置功能冗多。如零序方向保護(hù)、零序過壓保護(hù)、零序過流保護(hù)等,在35kV變電站中尚未使用,這樣造成了一定的軟硬件的浪費(fèi)。
2、通訊規(guī)約不夠成熟。不同廠家的通訊規(guī)約不成熟,在一個(gè)變電站內(nèi)使用不同廠家的保護(hù)裝置,在后臺(tái)機(jī)或者調(diào)度實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控功能不穩(wěn)定。
3、小電流接地選線保護(hù)不成熟。對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)來說,對于單相接地可以正常運(yùn)行1-2個(gè)小時(shí),但是對于某些地區(qū)或者線路出于安全的角度考慮,要求發(fā)生單相接地時(shí),應(yīng)該將其斷開電源,以確保人身和財(cái)產(chǎn)安全。
四、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向和前景
由于光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展,新型光學(xué)電壓、電流互感器日益顯現(xiàn)出富有魅力的前景和強(qiáng)大的生命力,新型光學(xué)數(shù)字式電壓、電流互感器取代電磁式互感器是繼電保護(hù)的一個(gè)發(fā)展方向。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其是基于GPS的全網(wǎng)同步技術(shù)的出現(xiàn),GPS和光纖通訊的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了向量測量(MPU)的快速和同步,是電力系統(tǒng)控制的一個(gè)發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn):
(1) 李佑光 林東,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及新技術(shù),科學(xué)出版社
Abstract: Power supply equipment maintenance is the basis for normal operation, but the maintenance costs take up a large portion of business costs, with the development of the grid, the number of various power supplies is growing which increases various power companies operating costs, in this case, the innovative way of maintenance has become the urgent needs of enterprises. In this paper, through the analysis of working hard problems for the secondary equipment maintenance, the application of inspection and repair technology in the specific is explored, and the prospect of future maintenance technology development is looked ahead.
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);狀態(tài)檢修;應(yīng)用
Key words: relaying protection;state of repair;application
中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)27-0245-01
1繼電保護(hù)存在的主要問題
繼電保護(hù)發(fā)展至今,從保護(hù)原理的設(shè)計(jì),到生產(chǎn)廠家制造工藝,到售后服務(wù),各方面都已比較完善。微機(jī)保護(hù)裝置的性能已非常穩(wěn)定,近幾年在我區(qū)范圍內(nèi),由于保護(hù)裝置性能不穩(wěn)定引起的誤動(dòng)基本上沒有出現(xiàn)過,所發(fā)生的保護(hù)誤動(dòng)作基本上是保護(hù)裝置外部原因引起的。當(dāng)前使用的CPU芯片性能已非常穩(wěn)定,因此在我們的檢驗(yàn)工作中,沒有必要對其CPU的正確性進(jìn)行很詳細(xì)的校驗(yàn)。而應(yīng)對繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修,也就是說只要保護(hù)裝置不告警,就不用進(jìn)行檢修。當(dāng)然,這要有一個(gè)逐步完善的過程,需要大量的配套工程,但這是一種發(fā)展趨勢。
繼電保護(hù)的技術(shù)已經(jīng)很成熟,而近幾年發(fā)展起來的綜合自動(dòng)化技術(shù),對我們是一個(gè)全新的領(lǐng)域。由于其技術(shù)新,硬件成本低,利潤高,其發(fā)展速度非常之快,這對維護(hù)工作是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。維護(hù)工作中難度最大的是通訊問題,當(dāng)前,綜合自動(dòng)化系統(tǒng)還處于發(fā)展階段,四方、南瑞、南自、東方電子等廠家都自成一家,各有各的通訊規(guī)約,再加上直流系統(tǒng)、電度表、“五防”裝置等都需要與監(jiān)控系統(tǒng)通訊,而這些又都有各自的規(guī)約,致使維護(hù)工作越來越難,一旦碰到通訊問題,必須請廠家人員才能處理,而且經(jīng)常要幾個(gè)相關(guān)廠家一起到場才行。如此一來,既降低了設(shè)備的安全運(yùn)行可靠性,又提高維護(hù)的成本。
2狀態(tài)檢修技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用
與電氣一次設(shè)備不同的是電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測對象不是單一的元件,而是一個(gè)單元或一個(gè)系統(tǒng)。監(jiān)測的是各元件的動(dòng)態(tài)性能,微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動(dòng)裝置的自診斷技術(shù)的發(fā)展為保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。實(shí)施保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)監(jiān)測:交流測量系統(tǒng),包括CT、PT二次回路絕緣良好、回路完整,測量元件的完好;直流系統(tǒng),包括直流動(dòng)力、操作及信號(hào)回路絕緣良好、回路完整;邏輯判斷系統(tǒng):包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。保護(hù)裝置本身容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測,但由于電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個(gè)設(shè)備的電纜所組成,要通過在線監(jiān)測繼電器觸點(diǎn)的狀況、回路接線的正確性等則很難,這可能是保護(hù)遲遲未能有效地推進(jìn)狀態(tài)檢修的主要原因之一。
電氣二次操作回路是對電氣一次設(shè)備進(jìn)行操作控制的電路,是繼電保護(hù)的一個(gè)重要組成部分。在繼電保護(hù)設(shè)備要求進(jìn)行狀態(tài)檢修的情況下,作為繼電保護(hù)出口控制回路操作箱均采用硬件式結(jié)構(gòu),即由繼電器直接在220V強(qiáng)電回路中通過二次線聯(lián)接而成,接線繁雜,不具備自檢、在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。雖然在綜自站中該回路一部分硬接點(diǎn)可通過綜自設(shè)備(如測控設(shè)計(jì))進(jìn)行上傳監(jiān)控,但要求二次回路繼電器輸出接點(diǎn)增多使接線復(fù)雜化可靠性下降,同時(shí)聯(lián)接電纜也增多。
繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施的重要基礎(chǔ)就是在設(shè)備狀態(tài)特征量的采集上不能有盲區(qū),顯然,對保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修而言,現(xiàn)有的二次控制回路操作箱達(dá)不到要求。而利用美國SEL提供的數(shù)字仿真式繼電保護(hù)平臺(tái)可以有效地設(shè)計(jì)微機(jī)操作箱,成功解決了電氣二次回路狀態(tài)檢修問題,可為實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)完整的狀態(tài)監(jiān)測,為繼電保護(hù)實(shí)行狀態(tài)檢修創(chuàng)造必要的條件。
3未來繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為改變變電站目前監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分割的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術(shù)創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的緊密結(jié)合,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。以遠(yuǎn)方終端單元(RTU)、微機(jī)保護(hù)裝置為核心,將變電所的控制、信號(hào)、測量、計(jì)費(fèi)等回路納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。綜合自動(dòng)化技術(shù)相對于常規(guī)變電所二次系統(tǒng),主要有以下特點(diǎn):一是設(shè)備、操作、監(jiān)視微機(jī)化;二是通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化;三是運(yùn)行管理智能化。智能化的表現(xiàn)是多方面的,除了常規(guī)自動(dòng)化功能以外,還具有強(qiáng)大的在線自診斷功能,并實(shí)時(shí)地將其送往調(diào)度(控制)中心,即以主動(dòng)模式代替了常規(guī)變電所的被動(dòng)模式,這一點(diǎn)是與常規(guī)二次系統(tǒng)最顯著的區(qū)別之一。
4小結(jié)
電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修是電力系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的必然,同時(shí),由于某些保護(hù)具有的PLC功能使得保護(hù)的有效監(jiān)測范疇可以拓展到裝置以外的回路中去,這為有效地監(jiān)視保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)回路提供了可能,或者說從保護(hù)裝置的檢測拓展到相關(guān)回路的檢測,從而使繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修具備了實(shí)施的基礎(chǔ)。保護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測將有助于對設(shè)備的運(yùn)行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗(yàn)記錄等實(shí)現(xiàn)有效的管理和信息共享,并為設(shè)備運(yùn)行狀況的分析提供了可靠的信息基礎(chǔ),將有助于合理地制定設(shè)備的檢修策略,提高保護(hù)裝置的可用率,為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】智能變電站:繼電保護(hù):影響
引言
為了實(shí)現(xiàn)智能變電站的功能,需要對變電站內(nèi)部智能電了設(shè)備例如繼電保護(hù)、測控裝置等的信息描述方法、訪問方法、通信網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。在IEC61850頒布之后,數(shù)字化變電站有了一套完成的信息描述和訪問的規(guī)范性文件,使不同的廠家的智能設(shè)備有了通性,使得設(shè)備的使用有了互操作性。在中國,正在建設(shè)或已經(jīng)運(yùn)行的智能變電站,無一例外的采用IEC61850通信規(guī)約。
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通過對變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行抽象,把變電站分為站控層、問隔層和過程層三層。目前,智能(數(shù)字化)變電站保護(hù)配置方案和采用常規(guī)互感器時(shí)一樣,保護(hù)裝置按對象進(jìn)行配置,如主變保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)、開關(guān)保護(hù)等。只不過將原來保護(hù)裝置的交流量輸入插件更換為數(shù)據(jù)采集光纖接口,I/O接口插件換為GOOSE光纖通信接口,CPU插件的模擬量處理更換為通信接口處理。原來的操作插件轉(zhuǎn)移到智能操作箱上,保留部分開入作為壓板投退,開出的壓板投退取消或轉(zhuǎn)移到智能操作箱上。
1 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)的特征
1.1 系統(tǒng)建模的標(biāo)準(zhǔn)化
IEC6185協(xié)議的產(chǎn)生,使得保護(hù)有了統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的信息模型和交換規(guī)則。建模標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn),不僅有利于變電站自動(dòng)化功能的提升,還使得保護(hù)的ICD模型在語法和定義上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,所有的保護(hù)基于統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行通訊,提高了設(shè)備的互操作性。此外,由于變電站內(nèi)的一次設(shè)備和二次設(shè)備使用了統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn),使得站內(nèi)的繼電保護(hù)設(shè)備與控制中心可以進(jìn)行無縫通信,從而完成了變電站信息的高速傳遞和共享。
1.2 數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化
智能變電站與傳統(tǒng)變電站的一大區(qū)別,就在于智能變電站在電流和電壓的采集環(huán)節(jié)使用了數(shù)字化的電氣量采集系統(tǒng)以及光學(xué)互感器或電子式互感器。變電站一次設(shè)備的電壓、電流等電氣量,通過智能變電站的光學(xué)互感器或電子式互感器進(jìn)行采集,再通過合并單元統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)合成,合并器接收通過多路采集器送來的采樣信號(hào),并進(jìn)行匯總,通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上送保護(hù)裝置,提供多路數(shù)據(jù)輸出,節(jié)省了大量的電纜,實(shí)現(xiàn)了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電氣隔離,且電氣量的測量范圍大,測量精度也較高,實(shí)現(xiàn)了信息的集成化。
1.3 設(shè)備操作的智能化
在智能變電站的設(shè)備操作中,隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)算法的不斷進(jìn)步,新型傳感器不斷出現(xiàn),設(shè)備操作實(shí)現(xiàn)了高度智能化。首先,微機(jī)技術(shù)的進(jìn)步提升了繼電器的控制技術(shù),電力電子技術(shù)的發(fā)展為斷路器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來更優(yōu)異的性能,智能變電站的智能設(shè)備性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)變電站的常規(guī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)對跳閘和合閘角度的控制、過程的控制,在故障時(shí)能夠快速動(dòng)作,并減少暫態(tài)過程中的直流分量和諧波。在設(shè)備的控制方面,設(shè)備自身的微機(jī)芯片可以直接對斷路器設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行處理,并具有獨(dú)立的執(zhí)行功能,將不再依賴于站控層的控制。此外,設(shè)備自身還具備自檢功能,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身缺陷并給出報(bào)警,為變電站的狀態(tài)檢修提供有效信息。
1.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊湊化
與傳統(tǒng)變電站相比,智能變電站的保護(hù)具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),緊湊的結(jié)構(gòu)使得保護(hù)可以進(jìn)行優(yōu)化組合和布置。例如,在一些高壓變電站中,繼電保護(hù)和測控裝置,以及故障錄波和安全自動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)智能電子裝置的“近過程化”(process-close)。而在中低壓變電站,可以直接將繼電保護(hù)裝置小型化,緊湊安裝在開關(guān)柜上。
2 智能變電站的架構(gòu)體系
智能變電站結(jié)構(gòu)并小是常規(guī)站間隔與主控設(shè)備的方式,它的邏輯構(gòu)架可概括為三層兩網(wǎng)絡(luò),三層為過程層、間隔層與站控層,兩網(wǎng)絡(luò)為過程層網(wǎng)絡(luò)與站控層網(wǎng)絡(luò),主要在三層中
間如圖1所示。
圖1 智能變電站的架構(gòu)體系
在智能變電站中,對繼電保護(hù)來說,過程層包含一次設(shè)備與之有關(guān)智能組件等,如隔離開關(guān)、變壓器、互感器及、壓斷路器等,其作用為采集數(shù)據(jù)、檢測各種設(shè)備的狀態(tài),并控制命令執(zhí)行等;間隔層主要包含各種監(jiān)控設(shè)備與繼電保護(hù)等,其作用為實(shí)現(xiàn)各間隔設(shè)備監(jiān)視、控制與保護(hù)等;而站控層主要由數(shù)據(jù)前置機(jī)、人機(jī)交互設(shè)備、工作站及服務(wù)器等所構(gòu)成,其作用為傳輸整定值的召喚與修改,并錄波文件的傳送等,有效實(shí)現(xiàn)變電站集中控制、智能變電站中的繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)所使用規(guī)則亦是ICE61850的標(biāo)準(zhǔn),從模型上,將原來繼電保護(hù)裝置劃分成多個(gè)的邏輯設(shè)備,還劃分成采樣值處理、保護(hù)算法與跳聞回路等邏輯節(jié)點(diǎn);從數(shù)據(jù)上看,詳細(xì)劃分了繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)種類,并覆蓋了目前繼電保護(hù)的應(yīng)用數(shù)據(jù),擴(kuò)展了數(shù)據(jù)種類方法;從通信協(xié)議看,其通信服務(wù)需要依照性能與類型對通信協(xié)議給予映射與傳統(tǒng)變電站比較,智能變電站并不以裝置作為繼電保護(hù)的組織形態(tài),而是以保護(hù)功能的模塊化作為組織形式,保護(hù)的分散或集中形式不再依賴裝置,主要取決自網(wǎng)絡(luò)性能與保護(hù)需求,使得繼電保護(hù)工作更為靈活,有效滿足了電網(wǎng)保護(hù)需求。
3 對繼電器保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、調(diào)試和維護(hù)等方面的影響
從繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制來看,智能型的變電站技術(shù)也帶來了很大影響,打破了原有的采樣、計(jì)算一體化形式,數(shù)據(jù)信息、保護(hù)對象及裝置不再進(jìn)行綁定,讓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)能實(shí)時(shí)調(diào)用及存儲(chǔ),不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與不同功能應(yīng)用變成了可能,極大降低了保護(hù)設(shè)備及過程網(wǎng)絡(luò)的交互需要及復(fù)雜性,對保護(hù)功能組態(tài)、遷移與廣域保護(hù)提供了數(shù)據(jù)信息的交換平臺(tái);還改善了二次回路中的不可測控問題,可實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠狀態(tài),極大提高了繼電保護(hù)中的可靠水平。
4 結(jié)語
作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,智能變電站必須打破以往的專業(yè)壁壘,將先進(jìn)的電力、電子、通信、計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)互相融合,達(dá)到資源優(yōu)化配置的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)智能變電站易集成、易擴(kuò)展、易升級(jí)、易改造、易維護(hù)的工業(yè)化應(yīng)用要求,為電網(wǎng)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步提供了長久的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):