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        變電站繼電保護(hù)就地化整體解決方案研究

        2018-09-28 00:12:34郭駿
        智富時(shí)代 2018年8期
        關(guān)鍵詞:繼電保護(hù)解決方案變電站

        郭駿

        【摘 要】電力事業(yè)關(guān)乎社會(huì)民生,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長下,生產(chǎn)力水平顯著提升,社會(huì)各個(gè)行業(yè)用電量不斷增長,新時(shí)期對于電力事業(yè)發(fā)展提出了更高的要求。繼電保護(hù)設(shè)備被稱為電網(wǎng)安全衛(wèi)士,為電網(wǎng)的正常運(yùn)行保駕護(hù)航,其運(yùn)行可靠性直接關(guān)乎到用戶用電質(zhì)量。近年來,繼電保護(hù)發(fā)展迅速,不斷涌現(xiàn)的前沿技術(shù)和工藝促使設(shè)備更新?lián)Q代,旨在不斷提升電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。本文針對繼電保護(hù)就地化整體解決方案存在的問題深入剖析,包括電磁環(huán)境適應(yīng)性、氣候環(huán)境適應(yīng)性和二次回路可靠性等問題,提出自動(dòng)檢測和智能檢測的運(yùn)行管理模式,推動(dòng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        【關(guān)鍵詞】變電站;繼電保護(hù);就地化;解決方案

        電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要組成部分,在建設(shè)和發(fā)展中,越來越多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用其中,促使變電站逐漸自動(dòng)化和智能化發(fā)展。變電站繼電保護(hù)同樣經(jīng)歷了數(shù)十年的創(chuàng)新和發(fā)展,無論是物理形態(tài)還是運(yùn)維技術(shù)都發(fā)生了不同程度上的變化[1]。繼電保護(hù)中,保護(hù)技術(shù)不斷推陳出新,但是始終圍繞著四性要求,促使繼電保護(hù)工作效率大大提升,故障幾率下降,促使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。但是,伴隨著電力供應(yīng)需求量增長,投運(yùn)變電站數(shù)量不斷增長,運(yùn)行保護(hù)設(shè)備規(guī)模不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致一系列新的問題出現(xiàn),在不同程度上影響著變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行,還需要進(jìn)一步完善和解決[2]。

        一、變電站繼電保護(hù)就地化配置

        1.整體配置原則

        (1)繼電保護(hù)堅(jiān)實(shí)可靠性、靈敏性、選擇性和速動(dòng)性要求,就地化通過對以往變電站繼電保護(hù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)后,有助于解決當(dāng)前變電站繼電保護(hù)環(huán)節(jié)復(fù)雜和數(shù)據(jù)可靠性不足的問題,促使繼電保護(hù)可靠性得到顯著提升[3]。

        (2)繼電保護(hù)就地化要求安裝標(biāo)準(zhǔn)化,選擇更加緊湊的結(jié)構(gòu),可以適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境,實(shí)現(xiàn)無防護(hù)的戶外安裝。與此同時(shí),對于繼電保護(hù)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)化的接口,設(shè)備間即插即用。

        (3)繼電保護(hù)就地化方案應(yīng)該根據(jù)斷路器設(shè)置間隔保護(hù)單元,邏輯獨(dú)立的方式實(shí)現(xiàn)線路保護(hù),具備主變保護(hù)和母線保護(hù)功能。間隔保護(hù)單元在一次設(shè)備附近安裝,根據(jù)實(shí)際情況選擇直接跳閘或直接采樣方式,對數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)進(jìn)一步優(yōu)化,降低電氣連接距離。變電站的過程層和站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,站控層采用IEC61850通信協(xié)議的制造報(bào)文規(guī)范MMS,而過程層則是選擇IEC61850-8-1和IEC61850-9-2協(xié)議,實(shí)現(xiàn)共網(wǎng)傳輸。

        2.繼電保護(hù)配置方案

        (1)線路保護(hù)方案。對于線路保護(hù)配置方案的設(shè)計(jì),需要充分結(jié)合實(shí)際情況,雙母線接線方式的線路間隔,可以采用兩個(gè)斷路器的間隔保護(hù)單元,實(shí)現(xiàn)獨(dú)立數(shù)據(jù)采樣,1臺間隔單元可以獨(dú)立完成線路保護(hù)功能。線路保護(hù)應(yīng)該以線路測電壓優(yōu)先選擇,也可以依據(jù)裝置配置電壓切換模塊。

        (2)母線保護(hù)配置方案。母線保護(hù)配置方案在設(shè)計(jì)中,為了確保母線保護(hù)功能的發(fā)揮,可以選擇分布式方案,線路保護(hù)復(fù)用間隔保護(hù)單元。邏輯上的主機(jī)主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)計(jì)算,也可以根據(jù)實(shí)際需要將保護(hù)功能分布到子機(jī),實(shí)現(xiàn)獨(dú)立預(yù)算,采用無主式母線差動(dòng)保護(hù)方案。

        (3)變壓器保護(hù)配置方案。對于變壓器保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)中,推行分布式方案,側(cè)斷路器對應(yīng)間隔保護(hù)單元,形成雙向環(huán)網(wǎng),為高壓側(cè)間隔保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù),變壓器中性點(diǎn)電流接入到變壓器保護(hù)環(huán)網(wǎng)中,提供變壓器保護(hù)功能。

        3.間隔層設(shè)備

        (1)測控。結(jié)合斷路器特點(diǎn),設(shè)置間隔測控單元,實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化收集和處理,將其傳輸?shù)秸究貙泳W(wǎng)絡(luò),通過站域級測控裝置配置,可以實(shí)現(xiàn)間隔內(nèi)聯(lián)閉鎖功能,測控功能。

        (2)故障錄波。借助過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集,將間隔保護(hù)單元信息在系統(tǒng)中記錄,實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。

        (3)交換機(jī)。在滿足安裝條件后,可以在間隔二次設(shè)備就近組網(wǎng),這樣可以有效縮短設(shè)備連接距離,減少光纜能源消耗,提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

        4.就地化繼電保護(hù)管理單元

        由于液晶材料等無法適應(yīng)就地化無防護(hù)安裝的嚴(yán)苛環(huán)境,新一代的就地化繼電保護(hù)設(shè)備液晶顯示屏和按鍵被取消,由于在就地?zé)o法再通過按鈕和顯示屏進(jìn)行人機(jī)交互,這樣導(dǎo)致現(xiàn)場的維護(hù)工作受到了一系列的阻礙和制約,工作十分不便。所以,變電站內(nèi)增加配置就地化繼電保護(hù)管理單元,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控和診斷,確保系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        二、繼電保護(hù)就地化運(yùn)維技術(shù)

        1.就地化繼電保護(hù)智能安裝系統(tǒng)

        就地化繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜,所以設(shè)備的運(yùn)行管理和控制難度較高。對此,部分專家創(chuàng)新性的提出就地化設(shè)備微環(huán)境智能控制。就當(dāng)前一種常見的繼電保護(hù)系統(tǒng)來看,在間隔布置基礎(chǔ)上的就地化繼電保護(hù)智能安裝系統(tǒng),其中集合了裝置運(yùn)行狀態(tài)采集、溫濕度采集和照明等多項(xiàng)功能,確保就地化繼電保護(hù)系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)。光伏效應(yīng)存儲(chǔ)電池可以作為對于變電站繼電保護(hù)裝置的備用電源,確保外部電源斷電后裝置仍然可以正常運(yùn)行。如果設(shè)備運(yùn)行中由于高溫出現(xiàn)冒煙、絕緣燒毀現(xiàn)象,可以通過消防噴淋系統(tǒng)盡可能解決其中的異常問題,將異常情況控制在合理范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)對設(shè)備除塵降溫工作。

        2.就地化繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)

        對于就地化繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)來看,可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場即插即用。實(shí)現(xiàn)測試模板自動(dòng)生成和保護(hù)。具體主要是由以下幾個(gè)方面組成:①結(jié)合被測試裝置運(yùn)行環(huán)境,實(shí)現(xiàn)設(shè)備配置信息和測試模板的自動(dòng)生成,根據(jù)實(shí)際情況來選擇測試項(xiàng)目,為用戶提供更多樣化的選擇。②根據(jù)選定的自動(dòng)測試模板,將測試終端連接在一起,為主機(jī)提供測試功能。測試終端在執(zhí)行命令時(shí),模擬故障電氣量信息,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集和反饋,形成閉環(huán)控制,判斷各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足實(shí)際要求。③設(shè)備測試結(jié)束后,自動(dòng)化生成報(bào)告,傳遞給主機(jī)服務(wù)器,將測試報(bào)告存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中,進(jìn)行統(tǒng)一化管理。

        3.就地繼電保護(hù)現(xiàn)場檢修

        就地化繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中,由于人機(jī)交互界面取消,只能在智能管理單元遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)控制,在一定程度上導(dǎo)致工程現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)工作難度較高,涉及內(nèi)容較為復(fù)雜。針對此類問題,智能運(yùn)維終端可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)化采集和加工,是信息資料傳輸?shù)幕A(chǔ)載體,結(jié)合實(shí)際情況開發(fā)APP,完成設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和檢修工作,將數(shù)據(jù)信息傳輸存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,促使系統(tǒng)自動(dòng)化管理和控制。通過智能運(yùn)維終端運(yùn)用后,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢修、巡視和回路映射,協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作開展,借助信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來輔助工作開展,降低運(yùn)行維護(hù)負(fù)擔(dān),提升工作效率,促使智能運(yùn)維提高運(yùn)行可靠性,對于就地化繼電保護(hù)創(chuàng)新和發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

        4.就地化繼電保護(hù)運(yùn)維支撐

        變電站運(yùn)行中越來越多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用其中,促使變電站智能化水平不斷提升,可以有效降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)對于設(shè)備遠(yuǎn)程管理提出了更高的要求。通過就地化繼電保護(hù)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng),可以推行更具創(chuàng)新型的管理模式,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能化管理。站端設(shè)備中集合了先進(jìn)的測量和傳感技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,包括設(shè)備的溫度、濕度和電壓等指標(biāo),將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中。與此同時(shí),應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行精益化評價(jià),可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化運(yùn)行維護(hù)和管理,促使繼電保護(hù)運(yùn)維工作智能化和遠(yuǎn)程化,推動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展。

        三、結(jié)論

        綜上所述,在變電站繼電保護(hù)中,保護(hù)技術(shù)不斷推陳出新,緊緊圍繞著四性要求,改善傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備中的缺陷與不足,促使繼電保護(hù)工作效率大大提升,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制,逐漸朝著自動(dòng)化和智能化發(fā)展,促使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。只有這樣,才能為社會(huì)發(fā)展提供更加可靠的電力服務(wù)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張春合,陸征軍,李九虎等.數(shù)字化變電站的保護(hù)配置方案和應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2015,31(6):122~125.

        [2]吳賽,仝杰,朱朝陽等.智能變電站就地化保護(hù)無線接入方案設(shè)計(jì)[J].電力建設(shè),2017,38(5):69~75.

        [3]吳蕾,董若溪,趙亞飛等.變電站保護(hù)多功能合一及無防護(hù)就地化研究[J].山西建筑,2017,43(1):145~147.

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