電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)分析

黃興隆

(國網福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)分析

黃興隆

(國網福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

隨著經濟的快速發(fā)展和和諧社會的構建,電力企業(yè)的發(fā)展越來越快,在同時電力系統(tǒng)的結構也越來越復雜,電力系統(tǒng)對繼電保護的要求也越來越高,電力系統(tǒng)繼電保護具有選擇性、靈敏性、速動性、可靠性等特點,當系統(tǒng)發(fā)生故障后,能及時將故障點隔離開來,防止設備受到破壞,從而保證非故障區(qū)域電力設備能安全穩(wěn)定的運行,同時電力設備出現(xiàn)運行異常的現(xiàn)象時,會發(fā)出動作信號,做出跳閘或者減負荷的動作,因此,確保電力系統(tǒng)繼電保護的穩(wěn)定運行有十分重要的意義。文章重點分析了電力系統(tǒng)繼電保護評估系統(tǒng)級校驗。

繼電保護 評估 校驗

繼電保護對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有十分重要的意義,同時繼電保護是一門十分嚴謹?shù)膶W科,任何繼電保護原理都需要經過大量的驗證后,才能正式的投入系統(tǒng)運行中,目前,研究人員在驗證繼電保護的新保護原理時,有兩種方法,一種是通過分析電力系統(tǒng)故障仿真系統(tǒng)的故障狀態(tài),從而驗證保護原理的正確性,另一種是采用工控機做出保護裝置,然后采用C語言編制出相應的軟件,通過動模試驗驗證保護算法的正確性。這兩種研究方法都存在過程不清晰,不利于尋找問題的現(xiàn)象,因此,要設計一套功能完善,實用性強的電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)來進行實際保護裝置模擬,從而有效地提高繼電保護裝置的功能。

1 系統(tǒng)總體方案設計

1.1 系統(tǒng)具備的功能

電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)的設計具有很強的針對性,它能幫助現(xiàn)場保護人員對繼電保護裝置的運行情況進行分析,提高現(xiàn)場保護人員的理論知識水平,減輕保護人員的工作強度,提高保護人員的工作效率。電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)能利用一次仿真系統(tǒng)建立的系統(tǒng)接線圖,對一次設備在二次圖形化仿真支撐平臺上相對應的配置進行保護,然后選擇需要校驗的內容,進行校驗,其校驗方式有離線校驗、實時閉環(huán)校驗、故障錄波數(shù)據(jù)校驗等三種方式,工作人員可以根據(jù)實際應用條件選擇合理的校驗方式。在進行仿真條件設置時,可以在一次實時數(shù)字仿真系統(tǒng)中進行,這樣不僅能對電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)及故障狀態(tài)進行仿真,還能準確的模擬跨線故障、轉換性故障、系統(tǒng)振蕩再故障、重合閘的等復雜情況,從而為繼電保護裝置全面校驗提供可靠的數(shù)據(jù)。

1.2 繼電保護配置

繼電保護配置是電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估的基礎,是選用合理的方法構建與實際繼電保護裝置相同的軟保護。由于生產繼電保護裝置的廠家有很多,而繼電保護裝置的種類也有很多,因此,需要對當前主要的繼電保護裝置進行詳細的分析,從而找出繼電保護構成的最小元素,結合實際繼電保護裝置,開發(fā)出繼電保護配置的通用工具,滿足實際工程的需求。繼電保護配置要與實際繼電保護裝置的原理、邏輯程序、動作、算法、進程、定值清單等完全一致,同時還要保證在繼電保護校驗時,能直接投入運行。

1.3 微機繼電保護專用培訓、分析與評估工具

微機繼電保護專用培訓、分析與評估工具可以和保護校驗、仿真數(shù)據(jù)等形成故障波錄數(shù)據(jù)、報告,連接在通用微機保護試驗裝置上,通過保護校驗對閉環(huán)校驗報告、一次實時仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、故障波錄數(shù)據(jù)、校驗系統(tǒng)與以太網的傳輸數(shù)據(jù)等進行規(guī)約,形成評估系統(tǒng),從而對所有數(shù)據(jù)進行保護校驗、分析,得出評價結論。

1.4 二次圖形化仿真支撐平臺

圖形化仿真支撐平臺系統(tǒng)是利用先進的計算機圖形技術,開發(fā)出具有強大的圖形建模、圖形繪制、圖形化調試等功能的仿真支撐平臺系統(tǒng),這個系統(tǒng)能為用戶提供一個十分方便、直觀的圖形化模型構建工具,用戶只需要將算法從算法庫中拖到建模區(qū),就可以形成一個新的模塊,然后將相應的模塊連線連接好,就能構建出一個新的模型,并且各模塊的連線輸出量和輸入量的修改十分方便。二次圖形化仿真支持平臺系統(tǒng)在構建模型時,能很輕松的切換到模型運行狀態(tài),掌握該模型的運行情況,還能通過改變模型的變量數(shù)據(jù)來控制模型的運行狀態(tài),同時還可以利用曲線來監(jiān)視各模型變量數(shù)據(jù)的相關變化情況。

2 軟保護層構建

2.1 模塊分層

按照電力系統(tǒng)繼電保護對象分,可以將繼電保護分成主設備保護、線路保護兩種情況,其中主設備保護包括母線保護、電動機保護、變壓器保護、發(fā)電機保護等,線路保護包括差動保護、距離保護、電流電壓保護等。對各種繼電保護裝置,按電路構成及功能逐層向下分解,可以發(fā)現(xiàn)有很多保護裝置的功能要素很相似,如果將這些功能要素進行整合,歸納成一種或幾種特殊的功能單元,然后將這些功能單元分離出來,成為單獨的具有某種功能的獨立單元,這就能得到系統(tǒng)分解的通用模塊雛形。在進行模塊分層時,選擇的模塊不僅容易與系統(tǒng)分離,還要容易與系統(tǒng)組合,從而便于驗證單獨的保護模塊功能和整套保護組合。將系統(tǒng)分解成模塊時,要將分解點選在接口少、弱的位置,模塊的內聚度要大,從而便于模塊接口。

2.2 微機保護的分層

將微機保護分成保護動作邏輯層、動作特性和保護判斷層、保護的基本功能元件、采樣數(shù)據(jù)預處理等四層,其中保護動作邏輯層能根據(jù)各種保護功能模塊,構建相應的保護裝置,并且完成保護任務,從而滿足實際應用的需求;動作特性和保護判斷層是各種具體保護功能的動作判斷和動作特性,如CT斷線、不完全縱差保護、PT斷線、零序各段動作判斷等;保護的基本功能元件是按照保護原理所需的功能劃分,保證各元件的相互獨立;采樣數(shù)據(jù)預處理主要有濾波、濾序、電壓、電流的計算以及數(shù)據(jù)采樣和模數(shù)轉換。

3 線路保護校驗

以110kV線路保護為例,搭建線路軟保護,對零序、距離、重合閘等進行搭接和校驗,零序保護用到的特殊模塊有PT斷線元件、零序方向元件;距離保護用到的特殊模塊有阻抗特性元件、阻抗測量元件、閉鎖開放元件;重合閘用到的特殊模塊有同期檢測,將所有用到的模塊采用FORTRAN進行編寫翻譯,構建動腦袋鏈接庫,并建立與動態(tài)鏈接庫文件相同的信息文件,然后按功能對所有的保護模塊進行分類。采用數(shù)字實時仿真系統(tǒng)構建電網系統(tǒng)模型,對110kV線路短路故障進行模擬,然后查看保護裝置是否能快速的啟動,并通過相應的元件判斷故障點,通過查看運行過程中模塊輸入輸出數(shù)據(jù)及波形,判斷模塊算法是否與實際情況相符合。

4 結語

繼電保護投入使用后,在其保護設備運行情況下,不能對保護裝置進行調整試驗,因此,需要保護裝置能適應各種復雜故障,由于當前對繼電保護試驗有一定的缺陷,因此,設計開發(fā)一套完善的電力系統(tǒng)繼電保護校驗與評估系統(tǒng)是十分重要的。

[1]何紅丹.研究繼電保護仿真與評估系統(tǒng)[J].城市建設與商業(yè)網點,2009,(17):125-126.

[2]周亮.電力系統(tǒng)繼電保護狀態(tài)檢修及評估[J].廣東科技,2011,(06):132-133.