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【关键词】微电网;相关内容;单元级保护;系统级保护;继电保护;方法
中图分类号:TM58文献标识码: A
0.引言
社会经济的进一步发展,用户对电网供电的可靠性能有了更高层次的要求,使得传统的集中型发电的缺点不断显露出来,在控制成本的范围内不能满足敏感性电力的负荷要求。而科学技术的进一步发展使得分布型发电取得了新的发展。电力企业结合微电网短路故障的电流较小、灵活性控制等优势,研究出了微电网继电的有效保护方法。本文通过分析微电网继电保护研究的现状,探讨微电网的继电保护方式,从而提高我国分布型发电的技术,保障微电网运行的安全性和稳定性。
1.微电网的相关内容
1.1微电网的定义
微电网作为范围较小型分散的独立发电系统,利用先进的电力技术,把风电、光伏型发电和燃气轮机、蓄能设施以及燃料电池等并在一起,并直接连接用户端。对于大型电网而言,微电网属于电网系统中可以管理、控制的部分,其能在几秒钟内运作用来满足电网外部的输配电网络实际需求。对于电力用户而言,微点网能够满足其特定的供电需求,例如:提高本地的可靠性能、减少馈线的消耗量、保证本地电力压力的稳定性能,采用余热方式实现电力能量利用率的提高,保障不间断的提供电源。大型电网和微电网利用PPC实现能量的转换,双方相互备用,进而实现了电网供电稳定性和可靠性的提高。
1.2微电网的特征
微电网技术是将先进的电力电子信息技术、可再生资源和能源的发电技术、型发电、蓄能技术四者的有机结合。因此微电网具备传统电网无法比拟的优势。微电网技术提供了一个科学集成运用DG系统发电方式,具备了一切独立DG系统所具备的特征。微电网属于单独的整合性模块,不可能会对大型电网产生任何不良影响,因此不用改进大型电网的运作方式。微电网能够以灵活性方法把DG系统断开或者是连接,DG系统具备“现插现用”的优点。数个DG系统的微电网使得系统容量得以增加,并且具备了与之相匹配的蓄能系统,使得系统的惯性能力增大,降低了电压的波动和闪变问题,从而提高了电能的质量。此外,在上级供电网络出现故障过程中,微电网还能单独运作,继续不间断提供电能,实现了供电系统的稳定、可靠供电[1]。
2.微电网继电保护的实际研究情况
2.1微电网的继电保护分析实际状况
就我国目前情况而言,国家对微电网的继电保护研究力度不足;而国外对于微电网的继电保护研究还处在理论研究分析层面。理论指出了微电网继电保护必须遵守的技术原则:当采用孤网运作模式或是并网运作方式时,微电网的继电保护方式需要保持一致;当出现短路问题时,提供短路电流电源必须要做迅速隔离切断处理。
微电网具备孤网运作和并网运作这两种方法。微电网利用PPC和配电网络相互连接。其中PPC处静态形式的开关和其相对应的继电保护特征的概念属于微电网继电保护的重点和难点之一。这就要求,必须要正确检测到电网系统各种类型的故障并能做好及时有效地处理,决定微电网采用孤网运方式,并保障微电网孤网运作和并网运作方法之间的平滑性切换。微电网继电保护的另一个难点在于孤网运作过程中,在故障电流较小的形势下,为微电网设置充足的保护,因为微电网出现分布型电源DG系统利用的是电子机械设备连接微电网的方式,在微电网出现接地型故障的过程中,分布型电源DG系统提供的短路电流将会被阻截在2IN中,而传统的配电网络系统使用的电流保护并不能符合微电网,微电网继电保护需要采用全新的技术原理,因此我国的专家学者提出了微电网的单元级保护和系统级保护策略[2]。
2.1微电网的单元级保护
微电网的单元级保护需要充分考虑到的两个问题:在微电网采用并网运作方式的过程中对出现的各种类型的故障做好及时有效地处理;在外部配电网络系统出现故障的过程中,使得微电网PPC系统进入孤网运行的情况下,必须要保障微电网能够平滑转换到稳定性运作中,当微电网系统内部出现故障时,可以及时根除故障部分,从而保障其他部分可由安全、稳定的运作。
2.2微电网的系统级保护
微电网的系统保护目的在于保障在公用电网系统出现永久型故障或者是微电网运作情况不符合IEEE1547标准要求过程中,微电网可以及时平滑的切换到孤网运作中,进而减少微电网连接对公用电网系统产生的影响。此外,微电网的系统级保护的核心是和公用配电网络的连接处PPC。PPC在安装保护和控制设备时,需要准确检测和判断微电网存在的各种类型的故障,并且能及时处理,迅速决定微电网能否接入孤网运作[3]。
3.微电网继电保护的相关方法
3.1在电流序分量基础上的继电保护方式
在电流序分量基础上的继电保护方式将微电网的继电保护分为六个不同的区域。微电网的系统故障主要有相间型短路故障和相对型短路故障这两种形式。根据理论分析发现,负序分量和零序分量能够有效检查出相间型故障和相对型故障。在正常、稳定运作的情况下,因为负荷具备不对称性特征,导致出现序电流元件的动作,需要给所有限定的序电流配置合理的门槛数值。
3.2在DG出口电压基础上的abc-dp0方式
在微电网出现不同类型的故障过程中,abc电压的dp具备不同特点,进而检查、判断各种不同的接地故障。在得到abc三相电压的基础上,利用abc-dp0转换矩阵的方式得出Vds和Vqs公式: ,在将静态坐标轴上的Vds和Vqs投射到同一情况下旋转坐标轴中,使得Vdif=Vqrf-Vqr,Vqrf作为特定的门槛数值。在Vdif=0情况下,abc三相电压出现短路故障,Vdif的输出值为稳定性直流信号;相间型故障Vdif是一个直流信号加上震荡的交流信号。在出现单型相接地故障情况下,Vdif由0向极大值方向震荡输出,信号的震荡频率是电网限定震荡频率的两倍。
关键词:继电保护; 可靠运行;方法
中图分类号:TM77文献标识码:A文章编号:
引言:
继电保护是指在正常用电的情况下,对电路故障等情况进行及时报警,从而保证电子元器件的安全。随着我国经济的持续发展,各类用电设备急剧增加,电力系统中的正常工作电流和短路电流也随之不断增大,继电保护技术就是在这一背景下发展起来的。目前,我国不少地区继电保护还不能可靠运行,保护动作失灵和大面积停电的事故时有发生,严重影响着人民群众生产生活的顺利进行。因此,提高继电保护运行的可靠性无疑具有重要的意义。
1.提高继电保护的技术水平
提高继电保护的技术水平,可以使对继电保护的验收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能减少相关事故的发生,更是确保继电保护可靠运行的关键因素。综合其发展历程,可以从以下两方面提高继电保护的技术水平。
1.1提高继电保护运行的微机化和网络化水平。随着电信技术的不断发展,微机保护硬件的科技含量也得到了较大幅度的提高。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度和存储容量都远远超过了当年的小型机。用成套的工控机做继电保护的想法在技术上已经变得可行,这样,就能使继电保护运行过程中的微机不可靠性得到一定的控制。但对微机化如何能更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益还需要进行深入地研究。可以说,计算机网络将深入到各种工业领域,为电力系统提供通信手段,彻底改变继电保护的运行方式和状态。
从现阶段的实际情况来看,除了差动保护和纵联保护外,所有的继电保护装置都只能反映保护安装处的电气量,继电保护装置的作用也只能是切除故障元件,缩小事故的影响范围。安装、使用继电保护装置的目的不仅是缩小事故范围,还希望它能保证电力系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,从而进一步提高保护的及时性和准确性。而想要实现这一设想的前提条件是要将整个电力系统各主要设备的保护装置都通过计算机网络连接起来,实现微机保护装置的网络化,这方面的技术水平急待提高。
1.2提高继电保护运行的智能化水平。智能化是提高继电保护运行可靠性的重要技术创新,目前,“人工智能技术”这一词汇已经出现在社会的很多领域,诸如神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等技术在电力系统中已经得到了应用,在继电保护领域应用的研究也正在进行并不断深化。人工智能技术的引进将使继电保护装置的稳定性大大提高,而其工作的连续性和隐蔽性等不可靠因素将会得到有效的控制和改进。
2.加强技术改造工作
2.1针对直流系统中,直流电压脉动系数大,多次发生晶体管及微机保护等工作不正常的现象,将原硅整流装置改造为整流输出交流分量小、可靠性高的集成电路硅整流充电装置。针对雨季及潮湿天气经常发生直流失电现象,首先将其升压站户外端子箱中的易老化端子排更换为陶瓷端子,提高二次绝缘水平。其次,核对整改二次回路,使其控制、保护、信号、合闸及热工回路逐步分开。在开关室加装分路空开开关箱,便于直流失电的查找与处理,也避免直流失电时引起的保护误动作。
2.2对缺陷多、超期服役且功能不满足电网要求的110kV、220kV、500kV线路保护的要求时应时更换微机线路保护。从而保证了保护装置的正常运行,达到提高系统稳定的作用。
2.3技术改造中,对保护进行重新选型、配置时,首先考虑的是满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性,其次考虑运行维护、调试方便,且便于统一管理。优选经运行考验且可靠的保护,个别新保护可少量试运行,在取得经验后再推广运用。220kV和500kV线路2套保护优选不同原理和不同厂家的产品,取长补短。这就不致因一个厂研制、制造的2套保护在同一特殊原因时,同时误动或拒动。针对微机、集成电路型保护性能优越、优点突出,但抗外界干扰能力差的特点,交、直流回路选用铠装铅包电缆,两端屏蔽接地;装置接地线保证足够截面且可靠、完好;抗干扰电容按“反措”要求引接。
2.4现场二次回路老化,保护压板及继电器的接线标号头、电缆标示牌模糊不清及部分信号灯标示脱落现象,应重新标示,做到美观、准确、清楚。组织对二次回路全面检查,清除基建遗留遗弃的电缆寄生二次线,整理并绘制出符合实际的二次图纸供使用,杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
3.提高继电保护可靠性的措施
3.1严格把好质量关 保护装置在制造和选购过程中要严格进行质量管理,把好质量关,提高装置中各元器件的质量。尽量选用故障率低、寿命长的元器件,不让不合格的劣质元件混进其中。电磁型继电器转动件要求轴尖锥度正确,光洁度好;各零件配合适当;接点镀银处理,接触良好。晶体管保护装置中的元器件要重视焊接工艺质量。晶体管要经过严格筛选和老化处理,在高低温的考验下,功能仍然保持稳定;改进插接座制造工艺,使其不变,接触良好。
3.2注意继电保护装置检验,同时保证定值区的正确性 在继电保护装置检验过程中必须要注意,将整组试验和电流回路升流试验放在试验检测的最后进,这两项工作完成后,严禁再拔插件,改定值区以及改变二次回路接线等工作。电压回路升压试验,也必须在其它试验项目完成后进行。在定期检验中,经常在检验完成后设备投入运行而暂时没负荷的情况下不能测量负荷向量和打印负荷采样值的。由于定值区对于继电保护来说是非常重要,必须要采用严格的管理和相应的技术手段来保证定值区的正确性。一般采取的措施是,在修改完定值后,必须打印定值单和定值区号,注意日期,变电站,修改人员以及设备名称,并重点在继电保护工作记录中注明定值区编号,避免定值区出错。
3.3增加投入,完善环网设备 及时更新保护校验设备,完善供电网络建设。在不影响正常安全生产的情况下,确保各回路均有足够保护整定时间,使保护装置校验做到应校必校,不漏项,不简化。为快速隔离故障、恢复供电,可以考虑结合配电自动化系统的建设, 继电保护与自动化系统相互配合使用,逐步完善电力系统的网络建设和技术设施。
3.4继电保护装置的接地要严格按规定执行 接地在电力系统中是很重要的一环,微机继电保护装置内部是电子电路,容易受到强电场、强磁场的十扰,外壳的接地屏蔽有利于改善微机保护装置的运行环境;微机保护提高可靠性,应以抑制干扰源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干扰能力入手,并运用自动检测技术及容错设计来保证微机保护装置的可靠性。因此在继电保护工作中接地就显得非常重要和突出。首先保护屏的各种装置机箱屏等的接地问题,必须接在屏内的铜排上,一般生产厂家已做得较好,只需认真检查。其次是保护屏的铜排是否能可靠的接入地网,应该用较大截面的铜排或导线可靠紧固在接地网上,并且用绝缘表测接地电阻是否符合规程要求。另外,电流、电压回路的接地也存在可靠性问题,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠,也需要认真检验。
3.5及时检查,提高运行维护与故障处理能力 要制定出反事故措施, 提高保护装置的可靠性。不论何种保护,一般性检查或定期检查都是非常重要的。在检查中,首先清点连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多,其中某个螺丝松动,就会成为保护拒动、误动的隐患。因此检查时要注意将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,还必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
4.结束语
继电保护是电力系统的安全卫士,搞好继电保护工作是保证电网安全运行的必不可少的重要手段。电力工作人员充分了解继电保护的重要性及其运行可靠性的因素与原理,并对继电保护装置进行定期检查和维护,才能保证系统正常运行,提高供电可靠性。
参考文献:
[1] 张炜;电力系统可靠性分析[J];科技信息;2009,(08).
关键词: 继电保护;故障;查找方法;研究;分析
中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)53-0124-02
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的,从20世纪50年代到90年代末,继电保护经历了4个阶段,即其从电磁式保护到晶体管式继电保护、到集成电路保护、再到微机继电保护。继电保护工作是一项具有很强技术性的工作,随着科学技术的不断进步,继电保护故障也随之增多,而从很大程度上来讲,继电保护的技术性就体现在故障的分析和处理能力上。因此,明确继电保护故障的常见方法,以最有效最快的方法处理故障,已经成为当前摆在继电保护工作者面前的重要课题。
1继电保护常见故障
继电保护常见故障主要包括以下几个方面:产源故障,继电保护的装置生产属于技术性生产的范畴,其质量的好坏对于保护装置的运行有着直接的影响,如机电型、电磁型继电器零部件的精确度和材质等;整体性能不合格,晶体管保护装置中元器件的运行不协调、性能差异大、质量差,易引起装置的拒动或误动;运行故障,在设备运行过程中,因温度过高会导致继电设备的失灵,具体表现为住变动保护误动、开关拒合,而继电保护工作当中,电压互感器二次电压回路故障是最薄弱环节,电压互感器作为继电保护策略设备的起始点,对于二次系统正常的运行十分重要;隐形故障,相关资料显示,全世界有大约75%的大停电事故都同不正确的保护系统运作相关,继电保护的隐形故障已成为一种灾难性的电力机理,故很多文献中都对继电保护隐形故障的分析加以强调。对于一些重要输电线路,断路器故障的就地保护可以对监管所有跳闸元件加以确定,且在跳闸元件故障中,所有的远方和就地跳闸的指令才有效。
2 继电保护中常见的几种故障查找方法研究
2.1基于替代法的故障查找
所谓替代法,就是将正常的插件或相同元件替代有故障疑问的插件或元件,来对其好坏作出判断,从而快速地缩小故障的查找范围。这是微机保护装置内部故障最常见的故障处理方法,当存在一些微机保护插件故障,或复杂回路的单元继电器时,用配件将其取代,若故障消失,则说明故障存在于换下来的元件中。基于替代法的故障查找需注意以下几点:第一,应注意插件内的定值芯片、程序及跳线是否相同,确定相同后,方可可实施调换,并依据实施进行传动模拟;第二,明确运行继电器或插件在替代前是否需采取一定措施,如纵联保护需要对侧保护推出,一些插件需要电源退出,继电器或电流变换插件需要电流短接,电压切换插件需要短接电压;第三,注意产品同厂家但型号不同的现象,故需在对外部加电压实施极性核对后才可加以确认。
2.2基于短接断开法的故障查找
所谓短接断开法,就是将回路某一部分或某一段用短接线实施认为断开或短接,来对故障是否存在于断开线或短接线范围内作出判断,从而使得故障范围得以缩小。此种故障查找方法主要用于电气闭锁、刀闸操作、切换继电器不动作、电流回路开路、判断转移及辅助开关。把手接地的切换是否良好等。对于不该闭合而闭合的接点采用断开法,该闭合而未闭合接点则采用短接法。
2.3基于顺藤摸瓜法的故障查找
所谓顺藤摸瓜法,就是从出错点为起点,一环紧扣一环的实施查找,直到检测到故障位置所在为止。例如保护屏或光子牌发告警信号等可以异常点为依据顺藤摸瓜地去查找,上述内容中的电位测量更多地是同此法相结合的故障查找。还有情况就是在交流或直流电源均断开的情况之下,采用顺藤摸瓜法用万用表电阻档一步一步地检查。此种故障查找方法可对诸如继电器和串联接点组成回路、断路器及刀闸的刀闸操作、辅助接点控制回路进行检查。
2.4基于直观检查法的故障查找
如果直接看到线头脱离、线圈烧坏等,高频通讯不正常,结合滤波器测至上桩头,将其打开,便可发现滤波器内高频电路的连接芯线断线现象。此外,检修或运行人员改动或操作了什么东西,亦会致使一些缺陷的形成,这时就可以对这些变动内容中问题是否存在进行直接的检查。在下发操作断路器命令后,观察到跳闸线圈或合闸线圈能动作,则说明是正常的电气回路,随之便可确定故障存在于机构内部当中。在现场如直接观察到哪个元器件发出浓烈焦味,或继电器内部有明显发黄等,便可对故障所在作出快速的确认,这时,对损坏元件及时更换便可将故障消除。
2.5基于带负荷检查法的故障查找
对于新建变电站PT或更换PT,需要对电压互感器进行二次核相和极性检查,特别是用于开口三角电压的三次绕组,其极性和接线容易出错,在现场可通过带负荷检查法来发现问题。基于带负荷检查法的故障查找是实施继电器检查和改造工作的最后一环节,亦是发现交流回路缺陷和问题的途径。在实际的故障查找中必须对以下两个方面加以注重:第一,选择好的参考对象,如对相位参考电压进行测量时,一般情况下会选择相母线电压,若不存在电压,也可选择电流,但最终两者的参考点必须相同一;第二,必须明确潮流的走向,如本开关难以作为参考,则需要选择本侧或者对侧对应的几个断路器潮流或对应串联之和。同时还应注意所测电流电压的相位、大小是否同一次潮流相一致。
3结论
继电保护是电力系统技术性较强的一个专业,想要迅速及时地判断故障点并不是一件简单的事情,不但要有扎实的理论基础,也需要在长期的工作实践中积累一定的现场经验。明确继电保护故障查找的常见方法,将其融入与实际的故障查找当中,从而保证继电保护的有效运行。
参考文献
[1]孟晓光.探讨继电保护中现场故障查找的方法[J].广东科技,2009(20).
[2]周振军.论继电保护故障及处理方法[J].科学与财富,2010(12).
[3]胡炜.继电保护故障信息系统的研究[J].电力系统自动化,2009(11).
【关键词】继电保护;故障信息;智能分析;系统功能
在美国SEL公司中,通过SEL2020线路保护信息,将信息进行多串口处理,以星型对点的连接方式,对站内不同保护进行连接,在主站系统和MODEM相连中,ABB公司,利用LOOP方式的500系列进行保护连接,在就地计算机以及光电转换器串口连接中,经过MODEM和系统主站进行连接。在这个过程中,主站系统利用专门的软件分析,进行自检信号、整定值、故障动作信号以及简单故障信息查看,在模拟通道调看中,明确实时采集值。从相关设备运行情况来看,由于各个故障录波器、继电器通讯数据都是封闭的,在不对外开放的过程中,每个型号装置、制造厂家都有自己的分析、通讯软件,通过选用不同类型的数据格式、通讯规约,相互之间不能进行数据共享;继电保护系统为了顺利查看各个装置数据,必须安装分析软件以及通讯规约,由于操作复杂,很多进口设备在还未汉化的过程中,对人员调度造成了很大的影响。
一、继电保护故障信息系统主要功能
根据实际调查研究显示:当系统连续多次发生雾闪故障时,故障录波器以及就地保护装置就会产生大量的数据;目前,我国运行经验中,有用信息只占总信息的30%到40%,或者更少;当数据必须传输到调度端时,不仅会耗费大量的通讯时间,在有可能造成通讯道路阻塞的同时,相关技术人员必须耗费大量的精力进行处理,有时在故障后几天进行处理,有时则需要更长的时间才能明确各种故障过程,从而对调度人员事故判断造成了很大的影响。
在继电保护系统中,为了有效利用故障录波器相关故障信息,必须增强故障分析能力,在推动事故处理速度的同时,建立智能型信息故障处理体系,从而方便变电站不同类型的制造厂家以及继电保护装置、故障录波器进行信息集中、传输处理,为系统提供统一的分析界面。在这个过程中,不仅可以增强信息传输速率,减省通讯线路以及通讯接口,在操作简化、方便掌握的过程中,对全面、简单、快速获取调度端故障信息,及时编制事故处理方案具有重要作用。
在故障综合系统分析中,为了保障信息综合利用以及共享,在系统建立前,必须根据不同使用者对系统的要求,以及不同的故障信息范围和系统响应时间。在故障发生后,调度人员能够尽快获得故障信息,明确系统开关跳闸、故障准确位置以及动作保护行为,从而方便系统快速恢复。因此,继电系统保护人员必须充分了解整个故障过程的各种保护装置的详细行为动作以及专门信息,在准确掌握故障电流变化状态的过程中,明确各个故障对系统保护装置的影响;由于系统信息量要求较大,在时间没有调度人员紧迫的过程中,必须对系统数据进行分类管理。
在故障系统信息综合处理中,继电保护系统能实现不同设备之间的数据传输以及规约转换,在就地保护中,让故障录波器时钟始终同步。在装置中,为系统自动化监控提供相关数据,它不仅具有故障信息集中处理的功能,在智能化处理过程中,能够适应不同类型的工作需求;同时,在故障双端测距计算中,通过增强测距准确性,让系统拥有灵活的上网方式,和MIS系统数据进行数据以及接换。
二、系统功能构成以及实现
在继电保护故障信息智能系统中,系统主要由故障录波器、保护装置、调度端主站以及就地子站构成。
(一)就地子站
在就地子站中,它可以配置一台计算机作为继电保护系统信息故障管理机,通过微机保护以及故障录波器,为变电站提供了良好的形成装置以及数据采集;通过变电站不同类型的数字保护、故障录波器以及通讯口,进行通讯,在信息收集的过程中,进行初步计算分析,将数据形成统一的数据文件存储格式,如:COMTRADE格式等,使用通讯网络,再进行主站传输。为了满足通讯网络发展,该装置采用多种途径进行传输,例如:公用电话网、MODEM或者专用数据网等;子站通过有效数据自动上传的方式,不断支持远方主站的Polling,进行触发启动。
为了保证系统信息获取力度,不同的故障录波器以及保护装置使用不同的通讯规约,在制造厂家提供文本规约的过程中,进行对应的规约转换;通过标准通信协议,实现远方主站和就地子站监控内部系统。在GPS和就地子站节点对时、软对时向结合时,信息管理机根据系统装置,进行对时命令,从而校正时钟;当就地子站GPS失效时,通过主站,进行命令。
另外,该系统为主站自动化监控系统也提供了良好的数据,装置根据定义用户,在明确自动化数据量传输的同时,从根本上实现故障录波器、保护以及站内控制系统数字通信,从而减省二次电缆数量,转换硬电缆连接方式。当系统发生故障时,和它相关的保护动作以及故障录波器启动,在不同装置的变电站中形成故障信息。由于数据、采集形式不同,使用不同的数据格式、速率,装置记录在既有补充,又有重复的情况下,将信息融为一体,形成有用的信息是系统的要求。因此,在实际工作中,必须有效收集数据,在相关条件下,进行筛选,通过滤去重复信息,在子站建立数据库,对各个信息进行存储,再根据要求进行数据分类,明确上传优先级别。
(二)调度端主站
为了保障继电保护系统正常运行,在调度端中,必须配置相应的数据卡储器、CRT调度台、服务器、CRT继电保护工程师站以及打印机等。在主站建立中,根据管理保护以及调度人员的不同需求,设置相应的人机对话界面。在简单的报警窗中,保护详细数据、就地保护以及故障录波器对话窗等;在多样对话框、分析界面汉化的过程中,主站必须配备专门的管理系统,上传各个子站信息,根据数据类型、优先等级以及数据从属对象进行分类、综合,从而形成完整的数据表。
在数据分析中,主站必须综合各个子站优先上传的动作行为以及情况,在形成简要的报表的过程中,对画面进行快速调度,在收到简要信息后,根据相关工具,明确相应调用的信息。另外,主站系统还必须拥有完善的软件分析系统,通过模拟量采集,进行系统谐波分析。在系统实时功能相应中,子站和主站必须具有良好的相应功能,例如:保护装置召唤的整定值,在和存储系统核对中,进行自检报告、模拟通道测量值召唤,从而保障系统信息共享以及系统安全。
三、结束语
为了增强继电保护系统智能化自动分析、综合处理,在实际应用中,必须充分引用通讯技术、计算机网络以及通信技术特点;在增强故障使用效率的同时,促进调度人员故障后信息系统恢复,推动电力系统发展以及经济效益。
参考文献:
[1] 聂宇本,颜.智能型继电保护故障信息处理系统[J].继电器,2002,30(7):51-53.
[2] 王衡.继电保护及故障信息系统通信体系的研究[D].山东大学,2009.
[3] 黄树帮.电网继电保护及故障信息处理主站系统中故障测距和通信规约的研究[D].东南大学,2005.
关键词:继电保护;隐藏故障;监测方法
中图分类号:TV 文献标识码: A
前言:继电保护技术发展由来已久,大概从上个世纪70年代开始,继电保护技术就在电网中明显的体现出优势来了,而微机的继电保护优势有逻辑能力,记忆能力,检测能力以及计算能力,而且其通信能力很强大,在和以往的一些继电器的相比中明显的发现其优势所在。所谓隐藏故障就是在可能造成危险的因素中隐藏了,所以这种故障比起直接可见的故障更加的严重,破坏性非常之大。如果能够对于隐藏故障进行检测,并且根据报警装置来进行控制,这样就可以预防装置执行切除动作之前做出针对此动作的判断,避免错误的切除对电力系统正常运行造成的影响。
相关统计资料显示,在全球范围内所发生的大规模停电事故中,有七成左右都与保护系统不正确有关。隐藏故障给电力系统所造成的危害性并非一致,对于电力系统而言,隐藏故障所出现的位置直接决定了隐藏故障的危险性大小。所有隐藏故障均存在相应的隐患范围,在一般情况下,隐患范围内的故障是能够判断的,而爆发具有一定概率的隐藏故障非常难以判断,所以这就形成了一定的盲区,对于电力系统隐藏故障的危害性程度一般用脆弱性区域及隐藏故障严重性进行描述。
一、继电保护隐藏故障定义及特征
所谓隐藏故障,主要指的是存在于系统中的不会对正常运行的系统造成任何影响的故障,但是一旦系统某部分有所改变就会触发隐藏故障,并造成连锁故障。也就是说,当系统处于正常运行状态下,并不能发现隐藏故障,在系统出现故障,继电器将故障准确切除,重新分配电力系统潮流,边有可能引发存在隐藏故障的保护装置出现误动。
对于继电保护系统而言,诸如连接器、接线片、通信通道或者是PT等元件都有存在隐藏故障的可能性。继电保护装置存在隐藏故障并不意味继电器自身存在设计缺陷、校准或者实际应用不当。隐藏故障与常规故障的最大不同就是其在系统正常运行状态下并不会被发现,只有在系统出现一些事件的情况下才会被监测到。隐藏故障最危险之处就是只有在系统处于压力状态下才会显现出来,其对电力系统所造成的影响不易被及时发现,无法及时采取有效应对措施。
二、继电保护隐藏故障的原因
隐藏故障可能由很多原因引起,主要有两类原因:
1、定值整定不合理引起的隐藏故障。这种隐藏故障可能是由于整定值和校准的错误,或者整定不能满足水电厂机组的全部运行方式引起的。尤其是水电厂接线或者机组容量改变时,而保护的整定值却没有做相应的修改,此时虽然继电保护装置能够正常运行,但是由于不正确的整定仍然会存在隐藏故障。
2、设备或元件故障引起的隐藏故障。如元件失灵、磨损或者因为环境和不正确的人为干涉引起的元件损坏等。这类故障可通过人为检修发现,通过定期检修可以减少该类隐藏故障的发生,但要杜绝此类故障的发生却非常难。
三、基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法
根据继电保护的工作原理,研究对保护装置的静态特性和动态特性进行隐藏故障的诊断方法。重点研究静态测量环节、动态测量环节及保护定值的分支系数合理性,利用继电保护提供的丰富的信息,辨识出异常的测量信息,最终实现对保护装置隐藏故障的诊断。
1、基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法
1.1静态隐藏故障监测方法
水电厂各保护装置输入的采样值信息都具有很强的相关性,利用这种相关性可以鉴别出保护装置测量回路是否存在隐藏故障。对于变压器的电气量保护而言,通常都配备有基于电流信息的主保护,各保护装置输入的电流信息具有相关性。所以,诊断系统要求能够获得各保护装置的实时采样数据,并要求这些采样数据在时间上具有同步性,确保保护定值的准确性。
1.2继电保护装置测量回路的隐藏故障分析
水电厂继电保护装置测量回路由互感器、连接电缆、端线、变换器、模拟低通滤波器,采样保持电路、多路模拟开关、模/数转换电路等组成。若测量回路中任何一个环节出现故障,都将使保护装置获取不到正确的电网运行信息,有可能导致保护装置做出错误的判断,造成保护误动。
2、基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法
2.1基于保护测量值相关性的保护动态测量环节的隐藏故障诊断方法
在水电厂保护系统中,电气接线中相邻元件间的保护装置在功能上是互相补充的,各保护装置根据自身获取的测量值信息做出逻辑判断,根据自身获取故障信息的差异,从而做出不同的动作结果,保证了保护动作的选择性,因此保护装置的故障测量值正确与否是保护正确动作的关键。
2.2保护启动时测量值的相关性原理
对于同一故障信息,线路保护装置的测量值之间具有相关性,这种相关性与继电保护装置的保护原理有关,也与不同保护装置之间的电路结构有关。保护装置进入动态特性时进行的,因此它不但能够对保护的隐藏故障进行诊断,同时还可对保护动作时的中间动态过程进行有效监视,能够为分析保护性能提供依据。
2.3保护起动时的计算测量环节的隐藏故障分析
计算测量环节是把采集的故障数据进行集中处理,所涉及的元件主要是测量回路和测量计算元件等,是对这些元件进行隐藏故障的监测是避免该环节出现隐藏故障的关键。
3、不同地点继电保护测量值的相关性
水电厂机组在正常运行时,由于电力系统出现扰动,保护装置不启动,其测量环节仅计算电流、电压的幅值和相位,甚至仅做数据采集和起动判断而并不计算任何电气量。静态特性是指继电保护装置在未满足启动条件时,仅进行测量计算而不进行逻辑比较和跳闸出口环节,此环节涉及的硬件设备有互感器测量回路、连接电缆、端线、继电保护前置处理电路、采样及采样值计算等。正常运行时,存在于该环节的隐藏故障可能并不会马上表现出来,也不会造成保护误动作,但系统运行压力变大时,如一次电流增大或保护区外故障,此类隐藏故障将被激活,将导致继电保护误动或者拒动。因此,为避免此类故障的发生,应注意此类隐藏故障的监测。
三、 结束语
综上所述,分析水电厂继电保护隐藏故障的原因,结合继电保护工作特性与保护整定值的分支系数是否合理分别展开对继电保护隐藏故障的探讨。通过分析继电保护装置的静态特性,提出针对保护装置测量回路异常的诊断判据及诊断方法。在分析保护动态特性的基础上,提出保护启动时计算测量环节的动态隐藏故障诊断判据。通过研究水电厂继电保护隐藏故障的诊断方法,可以有效地提高水电厂继电保护故障的处理能力,确保水电厂机组的安全运行。
参考文献
[1]熊小伏,蔡伟贤,周家启,等.继电保护隐藏故障造成输电线路连锁跳闸的概率模型[J].电力系统自动化,2008(13):34-35.
【关键词】电力系统;继电保护;故障检测;方法;分析
前言
继电保护与故障检测是对电力系统进行自动检测、控制与保护的装置。继电保护及故障检测能够在电力系统运行发生,如两相短路、三相短路、单相接地等故障和出现如过负荷、过电压、低电压、低周波、控制与测量回路断线等异常时,迅速而有选择性地发出跳闸指令,切除故障或发出报警,以减少故障造成的电气设备损坏和整个电力系统运行安全的影响,保证电力系统持续稳定运行[1]。
1、电力系统继电保护及故障检测的作用
(1)保障电力系统的安全性
在被保护设备和元件出现故障时,继电保护装置会自动、准确、迅速、有选择的向故障元件最近的断路器发出跳闸切断指令,使之及时脱离电力系统,最大限度降低其对电力系统的破坏及对安全供电的影响,并在其它无故障部分的支持下,迅速恢复正常运行[2]。
(2)实时监控电力系统运行状况
实时监测和控制电网保护设备与录波设备等二次装置,保证电力系统正常运行。
(3)自动分析电力系统运行异常
检测并自动分析电网运行异常和故障,快速、准确的诊断出故障区域、故障点和故障性质。
(4)对电力系统异常工作状态做出提示
在电气设备出现不正常工作状态时,根据不同的设备运行维护条件及其异常工作情况及时发出信号,提示值班人员对运行异常或有缺陷的设备进行检修处理。继电保护装置还能在无值班人员的情况下,自动做出相应的调整,或有选择性的切除那些继续运行但有可能引起事故的电气设备。电力系统继电保护必须具备速动性、选择性、灵敏性和可靠性,才能充分发挥继电保护装置维护和管理电力系统正常运行的作用。
2、基于小电流接地系统的故障检测方法
2.1利用空间电磁场探测单相接地故障支路方法
当小电流接地系统出现单相接地故障时,接地点的前向支路、后向支路及非故障支路的零序电压和电流会呈现出不同特点,相应线路的周围电场与磁场分布也会随之发生变化。因此,可利用零序电场和磁场探测接地故障点[3]。
(1)小电流接地系统稳态分析
根据李孟秋以仿真模型(见图1)为典型直线π型电杆的10kV配电线路,以分别代表正常支路和故障支路的五条配电线支路进行故障点探测实验,将设定和实验得出的正常支路参数I、故障支路参数Ⅱ、故障参数及系统参数加以稳态分析,得出了故障稳态情况下的配电系统各支路零序容性电流及零序容性功率特点为:非故障支路零序容性电流超前零序电压π/2,其零序容性功率为负;故障支路故障点前向零序容性电流超前零序电压π/2,其零序容性功率为负;故障支路故障点后向零序容性电流落后零序电压π/2,其零序容性功率为正,与前二者相反[1]。
(2)配电线路的电场和磁场分析
根据李孟秋在小电流接地系统稳态分析的基础和不考虑负载与线路间互感影响因素的条件下,对配电线路周围的电磁场进行仿真接地点探测(见图2),得出了三相电压和电流三相合成的电场和磁场与零序电压和零序电流分别产生的电场和磁场具有可替代性的结论,并利用五次谐波电流电压的电场和磁场作为检测信号,实现故障点的探测和定位,证实了利用空间电磁场探测故障支路和故障点方法的可行性[1]。
2.2识别故障支路和故障接地相的方法
当小电流接地系统出现单相接地故障时,会有一个包含较多故障特征的明显暂态过程。通过建立小电流接地系统数学模型,可仿真获得故障发生时前几个周波的暂态信号波形,由此检测到系统各条支路的负荷电流产生的波形瞬时畸变,再通过对接地故障发生时刻电流的暂态信号进行小波分解,可得到故障支路与健全支路的三相电流能量时谱,进而得到故障后一周波内能量积分的小波能量接地选线选相判据。通过直接从负荷电流提取瞬时特征和分析故障频带特征量,即可在系统正常运行未受到明显影响的情况下,识别判断出故障支路和故障接地相。此外,将小波变换与神经网络、模糊识别和专家系统等人工智能方法结合应用于分散性大,工况复杂的配电网系统故障检测,会有效提高小电流接地选线及故障定位的准确度。
3、分析系统的继电保护与故障检测
3.1综合故障分析系统功能
系统能为调度人员提供及时、简要的故障信息、故障准确位置、开关跳闸情况及保护动作行为,以使其快速作出系统恢复决策,还能为继电保护技术人员提供各套保护装置故障过程的详细动作行为、故障电流电压变化情况及各故障分量对保护装置的影响等较大量的专门信息[5]。系统能使就地站保护及故障录波器时钟同步,能为站内自动化监控系统提供必要数据,并通过地站保护及故障录波器进行智能化数据处理,实现不同设备间数据传输的规约转换,以适应不同工作对象需要。能通过双端故障测距计算提高测距准确性;能提供与MIS系统的数据接口和数据交换,使系统的数据上网方式更具有灵活性。系统还具有故障信息集中处理、共享及综合利用功能。
3.2综合故障分析系统的继电保护与检测方法
(1)网络化继电保护与故障检测
微机保护装置网络化,为将电力系统继电保护各主要设备的每一点保护装置都进行差动和纵联串联保护,由主站统一协调管理提供了数据通讯、处理、上传等通信支持。可以根据继电保护装置反应的保护安装处的电气量,实时准确检测和判断出发生故障的位置、性质、原因及故障参数,及时向相应的保护装置发出指令,快速准确的切除故障元件,缩小故障范围,提高整个系统运行的安全性、可靠性和稳定性。
(2)自适应控制继电保护与故障检测
自适应继电保护能实时检测电力系统运行方式与故障状态变化,并随其变化自动改变保护性能、特性或定值,尽可能使保护适应电力系统的各种变化,从而改善了输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护及自动重合闸等系统响应与保护的性能,增强了系统的可靠性。
(3)人工神经网络继电保护与故障检测
人工神经网络(ANN)故障检测是基于生物神经系统的神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统保护领域的成功应用。利用其具有的自组织、自学习、自适应和模式识别能力以及分布式信息存储和并行处理等特点,电力系统继电保护实现了用人工神经网络判别故障类型、测定故障距离、确定保护方向和主设备保护。如用BP模型做为方向保护的方向判别元件,能准确、快速地判别出故障的方向,进行高压输电线路的方向保护。
(4)变电站综合自动化继电保护与故障检测
将自动控制、计算机信息采集和处理及网络通信等多种先进技术有机融合为一体,具有测量、信号、保护、控制、计费、继电保护、紧急控制、故障录波、RTU、维修状态信息处理等多功能,是一个统一的综合自动化计算机系统,不仅可以代替人工对数字化变电站和无人值班变电站进行正常运行的监视、控制、操作、测量、记录和统计分析、故障状态的监视、报警和事件顺序记录与运行操作,还能利用通信网络,将变电站原有的处于缺乏整体协调、功能单一或重叠、独享信息资源、微机处理数据功能利用率低下等系统相互分割成各个独立装置与站级相连接,实现了以终端单元(RTU)和微机保护装置为核心的集成与资源共享、远方控制与信息共享的变电站集成自动化。
集成自动化系统的变电站将间隔继电保护的控制、保护、故障录波、事件记录和运行、支持系统的数据处理等功能集成在一个统一的多功能数字装置内,用少量的光纤总线连接,实现间隔内部与间隔间、间隔同站级间的网络通信,并在间隔级和站级对各个功能进行系统与优化组合。
关键词:电力;继电保护;安全运行;设备
中图分类号: TM774 文献标识码: A 文章编号:
1 电力系统继电保护概况
电力系统继电保护是电力运行中的重要的环节,继电保护装置可以及时的反馈电力系统的异常状态,并作出反应。对维护电力系统的稳定有积极意义。电力系统继电保护一般具有以下特点:一是选择性,电力系统有异常的时候,继电装置会做出判断,选择切断故障设备,同时保障其他正常设备的安全运行。二是速动性,对于发生的异常状况进行快速的反应处理,减少异常运行带来的损失。三是灵敏性,继电保护设备不管故障发生的具体问题,都会做出相应的反应,不会因为故障的位置不一样而出现迟钝现象。四是,经过大量的实际经验表明,继电保护设备具有极高的准确性,运行很可靠,不会发生错误处理的事情。
2 继电保护安全运行控制措施
继电保护安全运行控制措施是电力系统继电保护安全运行的保障。包括: 继电保护装置校验、接地保护、继电保护装置传动、验收、定值区的问题、二次图纸的管理工作、工作人员业务及备忘等方面的措施。下面针对各个措施进行具体探讨。
2.1 继电保护装置校验
加强继电保护装置的校验,保证继电保护设备的准确的运行。且注意整组试验和电流回路升流试验放在校验工作的最后,这二项工作完成以,不可以进行其他的操作,例如:拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等作业。若进行以上操作,可能带来设备的运行安全隐患,例如:定值区错误、定值错误或回路接触不良。这些隐患一般很难被发现。定期的检验时候或者设备热备状态,这个时候设备是没有负荷的,负荷向量是无法获取的,或打印的负荷向量没有实际意义。要得到负荷向量值,就要使用大电流发生器,对设备加上大电流,然后获取负荷向量值。注意这项工作的进行,必须要求通道内的小变器是无故障的,若检查出现故障,必须及时的排除再进行以上工作。
2.2 接地问题
接地问题对于电力设施都是相当重要的,同样继电保护设备的接地问题也是很重要的。在进行接地问题的处理时候,主要主要以下二点:其一接地接在屏内铜排,对于保护屏内各装置机箱屏障等,都要这样要求。根据现在电力公司的设备情况来看,一般厂家在这方面都做的很好,但是电力公司必须做好检查工作,防止意外事故的发生。铜排可靠地接入地网是关键,应用符合规范的元件接入地网。其二电流、电压回路的接地,这方面的接地往往也存在问题,例如端子接地,在进行检查的时候必须面面俱到,保证设备接地的安全可靠性,减少安全隐患的残留。
2.3 继电保护装置传动、验收
继电保护装置传动、验收是继电保护安全运行的重要环节,在校验结束之前,必须对经过校验的装置进行传动,按照规定的顺序,进行传动。对于保护传动,这里主要做好压板标识及标号的确认,防止出现不匹配的现象的发生。进行开关传动,要遵守相关的原则,主要的检查内容是灭弧气压、操作气压闭锁值。运行远方传动,同其他的传动一样,必须要完成一个循环,远方传动的主要内容是信号与实际设备开关状况是否一致的问题。对于传动时遇见的问题,要及时的上报,并尽快的处理,减少设备运行前的隐患。
2.4 定值区的问题
定值区的问题往往会使得继电保护设备的工作准确性较差,使得保护不可靠,定值方面的错误会经常引起保护误动。例如:基建的 0 s 临时定值,在运行期间改了后台机定值,没有改前台机定值,使得前台机定值有误,这样运行的结果就是WFB-100 复合电压过流保护在区外故障时误动。这种事故经常的发生,主要还是因为工作人员的素质的问题,责任心不够,或者工作素养达不到,对机器工作的原理了解不多。
2.5二次图纸的管理工作
加强二次图纸的管理工作,对继电保护安全运行有着积极的作用。图纸是工作的标准,是检验工作是否合格的依据,带着图纸进行工作是必须的,记忆性的进行工作,往往发生较大的误差。根据记忆对进行现场实际接线,很可能使得接线与图纸上的接线不同,虽然效果一样,前期没有什么问题,但是到了后期,电路出现问题了,这时候进行检查维修,但接线又与图纸不相符,使得检修人员无法准确的进行工作,很可能导致操作失误,留下安全隐患。所以进行现场实际接线的时候,一定要带着图纸进行施工,遇到要更改的接线,要在图纸上面说明,对图纸上的接线做出相应的更改,然后把这一内容反馈到图纸设计部门,然设计部门对图纸进行复核实际接线重新绘制,保证图纸接线与现实接线的一致性。
以前的图纸都是纸质的,更改起来比较麻烦,而且一个电力公司的图纸往往很多,图纸容易丢失,受潮,或者损坏,给检修工作带来了困难。但现在很多电子图纸被广泛的利用,因为电子图纸容易保存,而且查找起来很方便,对电子图纸进行多次的备份处理,电子图纸丢失损坏的几率很小。在具体进行工作的时候,对于熟悉使用电脑的工作人员可以直接带这笔记本工作,随时查阅相关的图纸,对于不熟悉电子图纸的人员,在进行检修电路的工作的时候,可以把对应的几张图纸打印出来,这样也是比较方便的,随时需要,随时打印。图纸的修改工作也可以在现场进行,直接利用相关的软件,例如:天正电气,就可以很方便的进行图纸的修改工作。
2.6 工作人员业务及备忘
工作人员业务及备忘对电力系统继电保护的安全运行是及其重要的。在整个的继电保护安全运行过程中,人员是根本,人员工作的最优化才能发挥设备的良好的性能,首先是现场工作方面,定期的对工作人员进行现场作业培训,提高其工作技能的同时,培养工作严谨的态度。在继电事故中,大部分都是由于工作人员的大意,造成某些部件接触不良。其次,加强相应的安全措施,继电保护设备其中有很多的危险点,在这些部位要采取相应的安全措施,并定期的进行安全培训工作,减少安全事故的发生,在现场使用的过程中,要做到责任制,对使用人员的行为性质及时间做好登记处理,减少工作人员违章操作的发生。再次是建立继电保护校验备忘录,建立备忘录对以后的工作有重要的意义,备忘录可以为以后的工作提供大量的经验。对于每一次的工作,都要做好记录,记录包括:故障的状况、故障的原因、故障的排除措施。定期的进行总结,然后存入档案,当积累到一定的数量的时候,在进行挑选,然后整理成册,供以后的工作人员进行学习,可以提升工作人员的工作素养的同时,为解决事故提供必要的依据。
3 结语
继电保护的安全运行对电力系统安全运行有重要意义,但是继电保护有选择性、速动性、灵敏性、可靠性等特点,使得必须通过继电保护装置校验、接地保护、继电保护装置传动、验收、定值区的问题、二次图纸的管理工作、工作人员业务及备忘等方法来保障继电保护的安全运行。根据具体的工作的要求,对继电保护的方法加以优化将达到更好的效果。
参考文献
[1]文彬. 探讨电力系统继电保护安全运行的措施[J]. 电力建设,2011(09).
[2]林婕. 浅谈电力系统继电保护安全运行与发展[J]. 民营科技,2010(10).
关键词:智能化变电站;继电保护调试;应用
中图分类号: TM6文献标识码: A
To explore the intelligent substation relay protection debugging method and application
Duo Juan
Zhengzhou power supply company of Zhengzhou city, Hena province, 450000
Pick to: in the substation automation technology, intelligent technology development is of great significance. As an important change automation, intelligent substation intelligent and networking equipment, to ensure the information digitization. In this paper, through the research of intelligent substation relay protection testing the method were introduced.
Keywords: intelligent substation; Relay protection debugging; application.
引言
近年来,我国变电站的自动化水平相比于老式变电站已经有了很大的提高,使用自动化系统实现了电网调度的智能化,将相应建设的造价降低到较为理想的水平。智能化改造是变电站实现自动化的下一步进展,在抗事故能力上更进一步。大量智能化设备在变电站中的应用,实现了多种操作过程的数字化。在此背景下,继电保护的调试遭遇了前所未有的变革,本文围绕继电保护调试方法展开论述。
一、智能化变电站概述
相比于传统的变电站,智能化变电站中大量运行光电技术,网络通信技术以及信息技术,尤其是在二次系统中,信息应用的模式发生了彻底的改变,各种电气量实现了数字化输出。通过运用相关技术,对电力系统的信息进行统一建模,信息的交互通过网络通信的方式实现。在设备上,摒弃了常规的TA和TV,采用的是新型的数字化互感器,具有紧凑和低功耗的特点。将电力系统中的运行量直接变换成数字信号,结合基于以太网的数据采集以及传输系统,进行统一的信息建模。主要的技术特征表现在以下几个方面:首先数字化的数据采集。采用光电式互感器,实现采集信号的数字化,不仅能够有效隔离一二次系统的电气连接,而且提高了测量的精度,为信息的集成化应用提供保证。其次分布化的系统分层。分布式分层系统能够实现分布式的配置,该配置是面向对象的配置,CPU模式的采用,使得分布式系统中的装置具有独立的数据处理能力。最后网络化的信息交互。数字化变电站的自动化系统之间的数据传输包括:过程层中的智能传感器与间隔层中的装置实行信息交互,各个层内部信息的交换与通信。
二、智能化变电站继电保护架构体系
智能化变电站继电保护和传统变电站相比较而言,主要采用过程层网络为主,以 IEC61850 为通信标准,具体而言其架构体系有以下几个方面:
1、智能化变电站继电保护架构体系
智能化变电站继电保护和传统变电站相比较而言,主要采用过程层网络为主,以IEC61850为通信标准,具体而言其架构体系有以下几个方面:智能变电站继电保护“三层两网”的架构体系。三层两网分别是指智能变电站在逻辑上被划分为站控层、过程层以及间隔层,两网即是指站控层网络和过程层网络。
2、IEC61850标准体系
IEC61850标准是指智能变电站继电保护网络和通信技术均应该遵循的原则,具体体现在模型上是按照传统的继电保护装置较为简单的功能为逻辑单位进行划分,详细地说就是按照其基本功能单元进行逻辑节点的划分,比如跳闸回路、算法以及采样值处理等重要节点;智能化变电站IEC61850标准体系体现在通信协议方面,按照服务类型的区别,以及性能的具体要求存在一定的差别,使得其映射在特定的通信协议上,比如说SV/GOOSE通信为了确保通信实时性传输,则传输层和网络层协议映射是空白的;智能化变电站IEC61850标准体系体现在数据方面,协议对此进行详细划分,以基本数据类覆盖原有的数据资料,并进行相关资料数据的扩展。
运行机制、组织形态以及网络同步对时系统
智能化变电站继电保护采用基于数据帧传输的运行机制,对过程层网络高度依赖,其网络性能存在一定的约束,所以对过程层网络进行适当的规划设计存在比较重要的意义;智能化变电站继电保护是以模块化保护功能的组织形态,与传统的以装置为中心的形态所不同的是,其过程层网络实现跨间隔跨专业信息的共享;智能化变电站继电保护采用高精度全网统一的网络同步对时系统,而摒弃了传统的IRIG-B码和光纤方式对时同步,一方面能够使得网络对时方式灵活便捷的特点得以充分发挥,另一方面又能对通信网络冗余高的可靠性特点以及实时监测的优势进行利用。
三、智能变电站中继电保护调试方法
1、保护装置元件的调试
在进行继电保护调试之前,应该对相关的调试装置进行检查。保证有良好齐全的插件,端子排以及相应的压板没有出现松动现象,在进行交直流回路的绝缘检查时,需要将电源断开,所有的逻辑插件都已被拔出。在进行零漂检查时,将端子排内的电压回路短接,同时将相应的电流回路断开,对电压和电流的零漂值进行观察。进行采样精度实验时,将交流电压和交流电流加入到装置的端子排,对采样值进行观察,实际测得的数值与仪器上显示的数值之间的误差应保持在5%以内。在进行开关量检查时,应该对各种情况进行模拟,以使得相应的输出接点动作,方便对输出接点的动作进行测量。完成各项检查之后需要进行保护定值的校验,主要包括:纵联差动保护定值的校验、距离保护定值的校验、零序定时限过流保护定值的校验、零序反时限过流保护定值的校验、工频变化量距离定值的校验、PT断线相过流,零序过流定值的校验等。完成各项定值校验后进行光纤通道的联调,在联调之前,应该保证光纤通道是可靠连接的,此时纵联通道异常灯应该处于熄灭状态,也不会出现纵联通道异常警告。光纤通道联调包括两个主要步骤:对侧电流和差流的检查以及两侧装置纵联差动保护功能的联调。
2、通道调试
在通道调试之前,应该对其状态进行判断,要保证保护装置中光纤通道的良好,必须是保护装置没有出现纵联通道异常的相关警告,异常灯没有亮起,相关的通道状态计数保持恒定。同时,调试前要做好光纤头的清洁工作,当通道中有其他的通道接口设备,应保证良好的接地,连接线要满足厂家的要求,不同接地网之间要保证物理上的完全分开。通道调试包括专用光纤通道的调试和复用通道的调试,对于前者来说,首先要对装置的发光功率进行检查,看是否一致于通道插件上的标称值。然后对光纤收信率进行检查,对收信裕度进行校验。对通信内时钟进行操作,将本侧和对侧的识别码设置为一样,查看装置是否出现纵联通道异常的警告信号,没有则说明通道正常。
3、GOOSE调试
在调试装置的菜单栏,对GOOSE通信状态和报文统计进行配置,其告警信号包括以下几个:GOOSE-A网网络风暴报警、GOOSE-B网络风暴报警、GOOSE-A网断链、GOOSE-B网断链以及GOOSE配置不一致。就GOOSE的发送功能来说,最多可以支持八个发送模块,为了现场调试的方便,发送压板可以配置为12个,一旦对应的发送压板退出使用。相关的GOOSE的发送信息都以清零来处理,在发送的信息中,不仅包含有GOOSE发送的信息,还包含有投检修态的开入信息。GOOSE也具有强大的接收功能,比如当下PCS-931中所支持接收的GOOSE信号。为了现场调试的方便,GOOSE开入为其本身接收的信号。
四、智能变电站继电保护的应用分析
智能化变电站继电保护的应用中,GOOSE连线的功能比较重要,采取硬电缆接线的连线方式,采集完数字信号后打包成数据集的形式向外进行传输。智能化变电站的接收方仅仅接收其中一部分信号,因此GOOSE连线进行功能配置之前,接收方事先要增添外部信号和内部信号,需要注意的是相同的外部信号无法和两个内部信号进行连接,相同的内部信号也无法和两个外部信号进行连接。我们可以在日志窗口查看详细记录,能够通过这个功能实现内部信号的添加。
五、结束语
本文对智能化变电站继电保护架构体系进行了总结,对智能变电站中继电保护调试方法进行了研究,并对智能变电站继电保护的应用进行了分析。
参考文献:
[1]张春合,陆征军,李九虎,李洪卫,严伟.数字化变电站的保护配置方案和应用[J].电力自动化设备,2011(6)
关键词:电力;继电保护;作用;故障处理;;二次回路
中图分类号:F407文献标识码: A
一、继电保护系统概述
继电维护装置包括输入、测量、逻辑判别、输出执行等部分。输入是指将信号进行前置的处理,确保电器能够对现场的物理量进行有效的检查,比方阻隔、电平变换、低通滤波等。丈量信号需要依据输出量的输出次序、大小、逻辑状况、性质等,经过合理核算、并按着固定的逻辑关系最终执行动作,经过最终的输出转变为逻辑信号。继电装置具有疾速、能动、选择性、灵敏牢靠的特点,能够切除特定方针,维护其余有些电路,到达减小危害的方针,没有毛病发生的电路有些还能够持续运转,提高了工作效率,减小毛病所涉及的范围,实现备用设备、主动重合闸主动投入的效果。同时对故障的反应动作在第一时间内完结,对不正常的状况灵敏、高效的表现,具有十分高的牢靠性、稳定性。
二、继电保护对电力系统的作用
继电保护装置作为电力系统运行过程中必备的运行保护装置,有效的确保了电力系统稳定的运行秩序,其能够在电力系统发生故障的第一时间内及时发现故障,并对故障进行检测,为检修人员准确的故障位置进行判断提供充足的依据,同时还可以发出预警,及时切除故障,减少故障所导致损失的进一步扩大。
2.1维护安全,性能优越
继电保护对于维护电力系统信息数据的安全性具有非常重要的作用,同时还可以有效的减少或是避免外界因素对装置所带来的干扰,确保了装置的安全,而且通过继电保护装置,可以在电力系统运行过程中实现有效的防范监测,确保了电力系统运行的稳定性和可靠性。
2.2投资较少,安装便捷
继电保护装置由于自身重量较小,装置小巧,易于安装,所以在电力行业施工过程中,有效的减少了所占据的空间,为施工的顺利进行创造了良好的条件。同时在安装过程中也有效的提高了操作的效率,减少了成本的投入,只需按照电气图纸安装人员即可完成继电装置的安装工作。
2.3检测故障及防范
电力系统上安装继电保护装置后,一旦系统中有设备或是元器件发生故障,则继电保护装置则会及时发出预警,提醒值班人员进行处理。同时在发生故障的第一时间内,继电保护装置还会向断路器发出跳闸等指令,对故障线路进行及时切断,有效的保障了正常线路的运行,减少了故障所给设备及元器件所还来的损失,继电保护装置在电力系统运行过程中具有较高的故障防范能力,具有不可替代性。
三、继电保护故障处理的原则
3.1处理继电保护故障时要保持正确、冷静的态度
电力系统的发电机等设备在运行过程中,继电保护装置的连接片要根据运行方式的变化而进行相应的投、退处理。在进行这两项处理时要求工作人员同时进行,而且要经过细致的辨别清楚后,才能够操作。而且对于跳闸回路的连接片来说,只有相应的开关在运行的过程中才能够投入。
3.2能够根据信号状态准确判断故障发生点
在继电保护现场中出现的光子牌信号、事件记录以及故障录波器所采集到的图形、继电保护装置的灯光信号或者其他信号等都是对继电保护的故障进行处理的基础依据。所以,在对继电保护的故障进行处理之前,要对这些信号进行分析,判断出信号处的故障和真伪。
3.3对人为故障要给以紧急处理
在继电保护装置对故障进行处理时,人为故障的处理具有较大的难度,也是一个非常关键的问题。在继电保护装置处理故障过程中,根据其所提供的故障信息无法找到导致故障发生的原因时,或者当断路器动作后没有发生预警信号时,这时无法判断出导致故障的原因是人为因素还是设备、装置自身的故障,所以给处理带来了较大的难度。再加之继电保护现场中,部分运行人员由于专业技能水平不高,工作缺乏责任心,对故障不重视,不能及时对存在的故障进行处理,操作过程中也极易发生误碰等情况,从而导致人为故障增加。这就需要对现场人为故障进行如实反映,这样对于能够为工作人员进行故障处理提供必要的依据。而且对于现场这类人为故障的原因及处理方式也要进行如实的记录,确保类似故障不再发生。
四、差动保护二次回路检修方法
4.1负荷检修
一旦负荷过大时,则会导致电流互感器处于超负荷运行状态下,这样会导致电流互感器的使用寿命降低,所以需要利用差动保护来对负荷进行严格控制,根据实际的需要,来适当的对电流互感器的励磁电流进行降低,通过对电缆的电阻及选择弱电控制用电流互感器等来降低二次负荷,同时还要对互感器的实际运行状态进行定期检查。
4.2质量检修
目前电流互感器的种类较多,市场上的产品较为多样化,这样就需要在实际购买过程中需要选择与系统保护方式相适应的电流互感器。在差动保护过程中,当继电保护装置的测电流过大时,则需要选择带小气隙的电流互感器,由于该种类的电流互感器的铁芯剩磁小,有利于差动保护装置性能的提升,而且其励磁电流也较小,能够有效的实现对失衡电流的有效控制。
4.3电流检修
在差动保护实施过程中,电流互感器作为差动保护效果的重要元件,所以需要对互感器的使用型号进行科学的选择,通常D级电流互感器最为适合进行差动保护。当电流经过差动保护装置的稳态短路电流时,一旦电流达到最大值,则需要有效的控制好差动保护回路的二次负荷,使其误差在规定的范围内。
4.4保护检修
在实际操作过程中,如果操作难度较大时,则需要对差动保护的形式进行适当的变化,通常运行较多的是比率差动保护,其通过对装置保护性能的增强,从而避免在故障时保护装置发生误操作或是误动作的可能性,从而有效的提升故障诊断能力。
五、搞好系统回路的检查工作
5.1回路结构检查
剖析数据信息是电力系统操作的必经环节,差动维护涉及到的电力信息是多方面的,这就需要做好不一样信息的分类处置。系统分析能够完成电力自动化操作,对有关信息处置后联系文字、符号、图表来描绘信息成果。体系剖析包括系统界面、内部接口、功用等。
5.2回路功能检查
新时期中国工业运用的电力体系是高性能的装置,在规划体系时要把握详细的体系功用分配。引进操作系统前电力要弄清系统用于处置哪些传输信息,然后对硬件资本、体系模块构造图、模块设计说明书等方面归纳考虑,最后由编程人员完结体系构造的编排设计。
5.3回路调试检查
当操作系统基本模型出来之后,技术人员要对设计好的电力系统进行模拟调试,通过计算机网络模拟来发现系统存在的不足之处。技术人员在安装系统后也要适当调试操作,对用到的数据库、软件、图形等都合理调试一番,确认无误后才能投入到差动保护运作中。
5.4回路操作检查
电力系统在运行阶段会遇到各种异常故障,影响了系统内部结构性能的正常发挥。在构建操作系统时应注重系统检查环节的布置,通过安装相关的检测装置对系统实时检测,及时掌握数据信息的具体状况,根据差动保护二次回路的实际需要设计方案。
结束语
中国继电保护技术的发展是跟着电力系统的发展而发展的,电力系统对运转可靠性和安全性的需求不断提高,也就需求继电保护技能做出改造,以应对电力系统新的需求。跟随着科技时代的降临,中国的继电保护技术,也开始走向了科技时代。在将来的一段时间内,中国继电保护的技术主要是朝微机继电保护技能方向发展。
参考文献