智能变电站继电保护典型缺陷的处理方法和相关思考

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
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智能变电站继电保护典型缺陷的处理方法和相关思考

卫巍1杨俊2王兴涛3

(国网奎屯供电公司新疆维吾尔自治区833200)

摘要:典型缺陷是智能变电站设备中存在的固有和难以解决的问题,在实际的工作中,检修人员会根据缺陷的类型确定相应的处理措施,以确保能够尽快的弥补缺陷,还需要有完善的检修方法和模式来确保检修工作的安全性,防止出现意外事故。本文深入分析了智能变电站继电保护技术特点,指出现阶段智能变电站继电保护存在的典型缺陷,并提出了处理变电站继电保护典型缺陷的措施。

关键词:智能变电站;继电保护;典型缺陷;措施

继电保护系统能够有效保障电力设备的安全运行,同时也是避免电力系统大面积长时间停电的一个重要手段,可以看出继电保护系统能够为电力系统安全稳定运行起到保障作用。智能变电站的出现,对继电保护装置的维护和检修等工作提出了新的要求。由于智能变电展的维护和检修工作还处于探索阶段,在智能变电站的运行过程中还存在很多问题,因此对智能站继电保护存在缺陷进行探索研究极有必要,也具有很强的实践意义。

1智能变电站继电保护技术特点

智能变电站是一种为数字化对象服务的设备,其中主要以一、二次设备居多,通过使用高速网络通信平台,对数字化信息进行标准化处理,以实现站内外信息的共享与远程操作性;智能变电站的信息数据传输依靠网络进行,从而实现对智能变电站的测量监视、保护控制、信息管理。站控层、过程层和间隔层是构成智能变电站的3个层次,其各个智能装置之间通过光纤进行连接,取代了以往的电缆连接方式。在增加经济性与可靠性的同时,实现了二次回路状态的实时监测,方便及时并发现和排除二次回路上出现的相关缺陷,如图1所示。

光纤通信对于智能变电站的运行至关重要。智能变电站在常规站传统3层基础结构的基础上将过程层和站控层这两个网络通过光纤,以点对点的方式实现联通,并通过交换机对整组网络进行连接,实现数据传输、共享。智能变电站的报文主要采用发布者与订阅者之间组成的传输方式和以客户端和服务器之间架构的通信方式进行传输,最常见的是GOOSE报文、SV报文和MMS报文。其中,SV报文主要用于传输模拟量;GOOSE报文主要用于传输间隔闭锁和跳闸信号、开关位置信号、一次设备状态信号等;MMS报文则主要用于监控网络。

2智能变电站继电保护存在的典型缺陷

2.1智能变电站继电保护大部分采用光纤通信技术,而光纤线路传输的效率对站内的保护装置的运行状态有很大的影响。由于智能变电站的过程层通常安装于一次设备区,该设备区的运行环境相比其他区域本身就更为恶劣,且设备与设备间的数据传输需要通过光纤的多个环节,光纤的材质相比其他设备而言又较为脆弱,若传输过程中出现问题,则会导致通道损耗增加、功率降低。

2.2电流、电压的采样环节是通过智能变电站进行合并单元而完成的,不同的合并单元采样,决定了差动保护的保护装置的运行成败,合并单元失去同步或者同步误差不满足要求,会造成继电保护装置的误动作。现阶段的同步环节主要采用GPS秒脉冲进行同步,所以同步的效果在很大程度上影响了智能变电站继电保护系统的可靠性。

2.3智能变电站基于IEC61850实现采样值传输,不可避免地要使用交换机组成过程层网络,交换机成为不亚于保护装置的重要元件,其传输质量大大影响了报文的传输质量。现阶段的智能变电站主要还是以以太网的交换机进行数据的交换,这种交换机的稳定性较差,以星型连接方式的过程层网络冗余性较差,对于交换机的维护不够完善。交换机的可靠性、稳定性将成为全站继电保护系统的安全瓶颈。

2.4智能变电站遵循IEC61850标准并主要依赖于变电站的SCD配置描述文件,也是实现智能变电站系统继电保护功能的基础,SCD配置文件是否正确、有无变动直接影响了继电保护功能的正确性。智能变电站的继电保护装置经过改造、维护后,将会导致内部配置文件出现一些改变,而这些改变很不容易被站内人员察觉,因此站内工作人员要增强文件安全管控意识,对装置系统的调试、投入以及改造等各个环节进行把控,以确保智能变电站的继电保护装置文件的正确性。

2.5检修机制以及设备操作方式的改变对于智能变电站继电保护装置也会产生一定的影响。智能站的保护装置主要采用软压板进行功能投退,优点是可以进行远程遥控操作。但是相比传统的硬压板来说可视性、可靠性都有所降低,在一定程度上会降低操作的准确率,从而加大了二次安措执行的难度。

3处理智能变电站继电保护典型缺陷的措施

随着新技术和新设备的不断涌现,不仅提升了变电站继电保护性能,同时也带来了一些新的问题,目前最好的方式就是采用SCD文件关键技术。它记录了与变电站安全稳定运行相关的大数据,为更深层找到缺陷原因提供了便利,同时指出了如何从根本上杜绝此类事件的发生。总的来说,就是通过变电站配置描述语言建立分层信息模型,描述模型中的逻辑节点(用LN表示)、数据属性(用DA表示)以及相应数据(用DO表示),通过这种方式实现设备的配置信息的实时互联互通。事实证明,SCD文件配置是否正确,直接影响机电保护功能的正确性,是实现机电保护功能的重要前提。另外,就是采用GOOSE网跳的方式,它不需要配置物理首发端口,简单安全可靠。虽然说报文传输时间相对比较长,但是能够完全满足工程的实际需求。

3.1加快信息平台的建设

继电保护的信息处理平台主要是为智能变电站的运行提供充分的数据支持,以保证智能电网的安全稳定运行。在智能电网中,整个继电保护系统数据的更新频率较快,所以需要更强大的信息支持。但就当前的继电保护信息平台的建设情况来看,继电保护信息平台的搭建还不成熟,运行也不能达到完整的状态,所以应当加快信息平台的建设,及时对继电保护的相关信息进行更新和完善,为智能变电站继电保护的平稳快速发展提供完善的信息支持,从而为智能电网的健康运行提供必要的环境保障。

3.2加强信息传输渠道建设

随着智能电网的覆盖范围逐渐扩大,继电保护信息传输渠道的传输压力也不断增大,因此应当不断提升继电保护的信息传输能力,通过传输能力的提升实现对电网的分层、分级保护。该措施的施行能够提升继电保护的质量,为信息的传输提供高效平稳的保护环境。加强信息传输能力还有利于实现继电保护信息的共享和联通,进而更好地为智能电网的运行提供服务。

4结语

智能变电站继电保护系统存在的不足是在智能变电站应用发展中不可避免的问题。通过对继电保护各方面进行改变,加入光纤通信技术,使智能变电站继电保护技术得到又一次革新。智能变电站的继电保护技术可以有效地保障变电站的安全稳定运行。但由于智能变电站投入使用的时间较短,实践经验不足,技术也不够成熟,因此智能变电站的继电保护还存在很多问题和矛盾需要人们去探索,以逐步完善智能变电站的继电保护技术,确保智能变电站的安全稳定运行。

参考文献:

[1]莫峻.基于智能过程总线技术的继电保护系统可靠性研究[D].广西大学,2014.

[2]翟相鹏,吴晓蕾.智能变电站继电保护典型缺陷分析[J].河北电力技术,2014.

[3]董烨,李兵,李永斌.330kV变电站继电保护典型配置[J].机电信息,2016.