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        淺析智能變電站合并單元的應(yīng)用

        2016-04-29 00:00:00張樹東
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年33期

        摘 要:在智能電網(wǎng)背景下,智能變電站大規(guī)模發(fā)展,隨著變電站的智能化,合并單元在智能化變電站的應(yīng)用不斷增多,簡單介紹了合并單元的產(chǎn)生、定義,合并單元和電子式互感器的接口功能,與保護測控設(shè)備的接口功能,模擬量高精度采樣同步功能,以及合并單元的安放和傳輸信號的問題,探索了合并單元在智能變電站中的應(yīng)用。通過對合并單元的了解和認(rèn)識,更加清晰智能變電站的合并單元的正常運行與否,直接影響變電站“智能化”的水平,分析了合并單元的同步問題,并基于合并單元在站內(nèi)故障率居高不下的現(xiàn)狀,概括合并單元運行時的常見故障,給出相應(yīng)建議,為智能變電站的調(diào)試以及運行提供經(jīng)驗參考,促進智能變電站運維水平的提高,為智能電網(wǎng)的運行提供保障。

        關(guān)鍵詞:合并單元;故障;運行

        隨著我們國家建設(shè)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略的提出,智能電網(wǎng)掀起了電網(wǎng)發(fā)展的新篇章。智能變電站的合并單元和智能終端等相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用不斷發(fā)展增多,然而,合并單元發(fā)生故障的概率較多,一直以來都影響著智能變電站的發(fā)展,因此,對智能變電站合并單元的應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在問題的分析和未來發(fā)展方向的探討,對智能變電站技術(shù)的提高和完善將會有很大的促進作用。

        1 智能變電站中合并單元的應(yīng)用

        1.1 合并單元的產(chǎn)生和定義

        隨著傳統(tǒng)變電站向智能化變電站的方向發(fā)展,一、二次設(shè)備的重新定位,首先是高速數(shù)據(jù)接口取代了傳統(tǒng)的AD變換,其次是一次設(shè)備的執(zhí)行器取代了保護裝置發(fā)布命令,傳統(tǒng)的開關(guān)量輸出DO、輸入DI都移入智能化開關(guān),合并單元隨之產(chǎn)生。合并單元是一個物理單元,在過程層的設(shè)備是非常關(guān)鍵的,二次轉(zhuǎn)換器的電流或電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過合并單元進行時間相關(guān)組合。合并單元的輸入信號與傳統(tǒng)的輸入模擬信號不同,而是由數(shù)字信號組成,其中包括來自變電站的同步信號、采集器的采樣值、電源狀態(tài)信息等,使用高速光纖接口接入合并單元。輸入信號在合并單元被進一步處理,與此同時,合并單元通過光纖向間隔層智能電子設(shè)備輸出經(jīng)過處理過的采樣合并數(shù)據(jù)。

        1.2 合并單元的作用

        合并單元的接口功能可以分為兩種功能,一種是和傳統(tǒng)的電子式互感器配合實現(xiàn)接口功能,另一種是和保護測控設(shè)備配合實現(xiàn)接口功能。合并單元自身帶有轉(zhuǎn)換器,本身能夠?qū)?shù)據(jù)進行采集和轉(zhuǎn)換,不需要額外增加轉(zhuǎn)換器,減少了成本,其次,合并單元的每個轉(zhuǎn)換器都能夠連接數(shù)據(jù)流,不會相互干擾影響,通過合并單元再把數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的保護和測控裝置,實現(xiàn)保護和測量以及控制的要求,但前提是,合并單元要和相應(yīng)的電子式互感器相配合,這就是合并單元和電子式互感器配合實現(xiàn)的接口功能,合并單元通過與電子式互感器的配合實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,實現(xiàn)接口功能,然后把數(shù)據(jù)處理之后出輸給相應(yīng)的保護測控裝置,實現(xiàn)接口功能,合并單元的接口功能主要是起到了數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和發(fā)送的功能,通過互感器采集,自身轉(zhuǎn)換之后把數(shù)據(jù)傳遞給控制設(shè)備,這些數(shù)據(jù)包括命令、指令、狀態(tài)等。

        2 合并單元的同步

        電力系統(tǒng)保護對模擬量的采樣不僅要求高精度,更重要的是要同步,電力系統(tǒng)一般都是三相電流和電壓,無法做到同步,那么采集到的電壓和電流數(shù)據(jù)難以處理,最終不能實現(xiàn)采集到的電壓和電流同步,實現(xiàn)不了三相平衡,就會對電網(wǎng)的安全運行帶來很大的危害;除此之外,電力系統(tǒng)要實現(xiàn)功率和阻抗的計算,也需要對同一間隔層的模擬量進行同步,否則就會造成偏差,或者無法計算相應(yīng)的功率和阻抗。

        合并單元收采集器的多路電流或電壓之間需要同步。由于不同采集器各自時鐘節(jié)拍不同,發(fā)送到合并單元的采樣數(shù)據(jù)到達先后不同,合并單元需要對采集器數(shù)據(jù)進行插值同步。比如羅氏線圈原理的電子式互感器輸出是微分后的信號,該信號產(chǎn)生相位差90°放大高次諧波,可以使用硬件積分,利用運放加電容電阻構(gòu)建積分回路實現(xiàn),此種方法優(yōu)點是易實現(xiàn),缺點是會受到環(huán)境的溫濕度等影響,各項參數(shù)調(diào)節(jié)比較麻煩,另一種方法是使用軟件積分,利用軟件算法累加積分,用軟件濾高次諧波,此種方法優(yōu)點是靈活,參數(shù)調(diào)節(jié)容易,并且性能穩(wěn)定,缺點是軟件的程序復(fù)雜,數(shù)據(jù)窗口難以選擇。

        現(xiàn)在,合并單元同步仍然是以全球定位系統(tǒng)進行同步,全球定位系統(tǒng)發(fā)送的秒脈沖作為時鐘基準(zhǔn)源可以精確到千分之一秒以內(nèi)。另一方面,使用外部全球定位系統(tǒng)作為同步時鐘源時,需要在智能變電站內(nèi)獨立增加一個光纖或光纜構(gòu)成秒脈沖光纖網(wǎng),這樣不僅使硬件變得更加復(fù)雜,而且,一旦外部全球定位系統(tǒng)的秒脈沖信號小時,合并單元將無法同步。

        3 合并單元運行中注意事項及常見的故障問題及相應(yīng)處理建議

        3.1 合并單元運行的注意事項

        (1)合并單元無異常時,裝置的運行燈應(yīng)保持常亮狀態(tài),告警燈保持不亮狀態(tài)。(2)如果相應(yīng)的指示燈不停閃爍,則檢查相應(yīng)的信號或者通信是否正確;例如:“同步”指示燈不停閃爍,檢查同步信號是否正確。(3)合并單元應(yīng)采用最可靠的手動并列方式,在手動并列前檢查所有的并列條件是否滿足,如不滿足則不能操作,否則會失去電壓,如果并列出現(xiàn)異常,則不能繼續(xù)操作,應(yīng)采取緊急措施防止失去電壓。(4)若裝置的告警信號燈點亮后,需要查看相應(yīng)的告警內(nèi)容,找出告警的原因。相應(yīng)的告警原因可以在事件狀態(tài)以及日志記錄中查看。

        3.2 合并單元常見的故障問題和相應(yīng)處理建議

        (1)合并單元告警總,該故障含義表示合并單元發(fā)生異常,與面板告警燈對應(yīng),采取的相應(yīng)處理措施是:首先檢查報文,其次上報信息給調(diào)度部門并停止使用合并單元。(2)失去同步,該故障的含義表示合并單元失去同步信號源,采取的措施是:檢查同步信號鏈路是否正常。(3)平臺告警,該故障表示原件平臺告警,采取的處理措施是:首先檢查報文,其次上報信息給調(diào)度部門并停止使用合并單元。(4)FT3接收(X)中斷,X=1,2,該故障表示FT3接收(X)通信中斷的信號由面板“FT3接收(X)”燈反饋,X=1,2,采取的措施是:檢查FT3(X),X=1,2,口接收鏈路、所連接的電壓合并單元。(5)GOCB(X)中斷,X=1,2,3,4,5,該故障表示GOOSE數(shù)據(jù)(X),X=1,2,3,4,5接收發(fā)生中斷,采取的處理措施是:檢查相應(yīng)的GOOSE系統(tǒng)鏈路。(6)GOOSE中斷,該故障表示面板“GOOSE通”燈顯示GOOSE中斷的狀態(tài),GOOSE鏈路發(fā)生斷鏈或者合并單元與智能終端GOOSE斷開連接,采取的處理措施是:檢查系統(tǒng)鏈路,重點檢查GOOSE鏈路。(7)并列告警,該故障表示并列狀態(tài)非法,由母線合并單元發(fā)出,采取的處理措施是:檢查與之對應(yīng)的并列狀態(tài),采取緊急措施。(8)切換告警,該故障表示切換狀態(tài)異常,為間隔合并單元發(fā)出,采取的處理措施是:檢查與之對應(yīng)的切換狀態(tài),采取緊急措施。

        4 結(jié)束語

        合并單元在智能化變電站中作為不可或缺的部分,合并單元的應(yīng)用技術(shù)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運行有著重要作用。通過對合并單元的簡單介紹,包括合并的產(chǎn)生,作用,以及應(yīng)用現(xiàn)狀,對合并單元的同步問題以及運行時一些常見的故障進行了總結(jié),給出了處理的方法??梢灶A(yù)見的是,為了電網(wǎng)的安全可靠運行,隨著技術(shù)的發(fā)展,合并單元技術(shù)會更加先進,故障率得到不斷地降低。但是也需要完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,對入網(wǎng)測試的要求更加嚴(yán)格,合并單元在速度、精度、通信、同步、接口方式等方面技術(shù)也將不斷進步,為智能電網(wǎng)發(fā)展起到更好的支撐作用。

        參考文獻

        [1]殷志良,李敏,袁成,等.數(shù)字化變電站合并單元的應(yīng)用和測試[J].供用電,2011,28(5):37-39.

        [2]胡國,唐成虹,徐子安,等.數(shù)字化變電站新型合并單元的研制[J].電力系統(tǒng)自動化,2010(12):51-54.

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