智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析

王琳

國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司婁底供電分公司 湖南婁底 417000

對(duì)于一般的變電站來(lái)說(shuō)，在一次設(shè)備和二次設(shè)備相連的時(shí)候需運(yùn)用數(shù)量眾多的電纜，再加之各生產(chǎn)企業(yè)保護(hù)設(shè)備不具有規(guī)范的通信格式，致使運(yùn)維工作比較繁雜，所需資金較高[1]。伴隨全球能源數(shù)量的持續(xù)減少，電能作為一種能夠持續(xù)使用的對(duì)環(huán)境沒有污染的能源逐漸被人們所關(guān)注，伴隨社會(huì)的前進(jìn)，人們對(duì)電能的依賴程度逐漸提高[2]。智能電力網(wǎng)絡(luò)中變電站是不可忽視的支撐點(diǎn)，整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行是否穩(wěn)健，從某個(gè)方面而言是變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性決定的，為此，在智能電網(wǎng)迅猛發(fā)展的大環(huán)境下，依托一次設(shè)備和二次設(shè)備有效融合的技術(shù)來(lái)轉(zhuǎn)變變電站創(chuàng)建和運(yùn)維方式，建設(shè)變電站全壽命周期管控機(jī)制是將來(lái)的發(fā)展方向[3]。

1 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)重要性

在智能化變電站中，繼電保護(hù)外界條件產(chǎn)生了很大改變，因此需要繼電保護(hù)由“保護(hù)設(shè)備”轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。在智能變電站中如何改進(jìn)提升繼電保護(hù)工藝，進(jìn)而保證智能變電站的平穩(wěn)運(yùn)行是該領(lǐng)域亟待處理的核心問題[4]。智能變電站中諸多技術(shù)均是基于常規(guī)變電站提升形成，變電站智能化、電子化的特點(diǎn)對(duì)于改進(jìn)提升繼電保護(hù)技術(shù)特別關(guān)鍵，深入探究區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)系統(tǒng)、站控層保護(hù)系統(tǒng)、間隔層保護(hù)系統(tǒng)是改進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)的重要趨勢(shì)，智能變電站采用更加科學(xué)的光纜技術(shù)，因此給智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)提升提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

2 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)優(yōu)化方案研究

2.1 就地化間隔保護(hù)功能

繼電保護(hù)裝設(shè)在被保護(hù)設(shè)施周圍，縮短和被保護(hù)設(shè)施的間距，把保護(hù)設(shè)施進(jìn)行就地布設(shè)，此是將來(lái)發(fā)展的大形勢(shì)。事實(shí)表明，主后一體化的微機(jī)線路，依據(jù)被保護(hù)設(shè)備加以配備，為保證電網(wǎng)設(shè)施平穩(wěn)運(yùn)行起著不可忽視的效能。

就地化布置保護(hù)裝置運(yùn)用的是“電纜采樣、電纜跳閘”的方式，再輔以GOOSE網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)成連閉鎖效果。保護(hù)設(shè)備依托電纜采樣，達(dá)成保護(hù)效能時(shí)并不對(duì)外部時(shí)鐘產(chǎn)生依賴，保證了就地間隔層保護(hù)的穩(wěn)定性；依托電纜跳閘保證了保護(hù)的及時(shí)性；利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)達(dá)成連閉鎖效果，讓IEC61850在信息聯(lián)通方面的優(yōu)勢(shì)得以全面發(fā)揮；無(wú)論是區(qū)域通信系統(tǒng)、過程層網(wǎng)絡(luò)或是站控層網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生問題均不會(huì)妨礙到就地間隔層主保護(hù)功能。

2.2 站域保護(hù)功能

站域保護(hù)綜合利用全站信息，可以很好的解決傳統(tǒng)后備保護(hù)只能夠得到單間隔開關(guān)量和電氣量信息、選擇性和靈敏性無(wú)法兼顧、后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)等問題，此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)全站各自投、低周電壓減載、斷路器失靈等功能[5]。

2.3 廣域電網(wǎng)保護(hù)功能

對(duì)于區(qū)域電網(wǎng)保護(hù)而言，其主要解決電網(wǎng)運(yùn)行過程中下面幾個(gè)方面的問題：

（1）后備保護(hù)整定運(yùn)用的是逐級(jí)配合準(zhǔn)則，致使動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)比較長(zhǎng)，若電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式較為繁雜，便無(wú)法同時(shí)兼顧到靈敏度與選擇性；利用區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)信息可以讓后備保護(hù)設(shè)備進(jìn)一步簡(jiǎn)易，減少后備保護(hù)動(dòng)作所需時(shí)長(zhǎng)。

（2）繼電保護(hù)動(dòng)作判斷依據(jù)。一般狀況下均是以當(dāng)?shù)販y(cè)量信息為基礎(chǔ)，保護(hù)數(shù)值的確定均是先離線整定，難以有效滿足不斷變動(dòng)的電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式；利用區(qū)域電網(wǎng)的數(shù)據(jù)可以有效辨識(shí)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行形態(tài)與拓?fù)浼軜?gòu)，進(jìn)而改進(jìn)后備保護(hù)定值。

（3）繼電保護(hù)系統(tǒng)的目的便是將出現(xiàn)問題的元件隔離，和安全智能設(shè)備間是相互不影響的，兩者間不存在協(xié)調(diào)關(guān)系，無(wú)需考量將問題元件隔離給電力網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)的不良影響；利用互聯(lián)網(wǎng)通信和區(qū)域信息可以讓區(qū)域保護(hù)和安全自動(dòng)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)有效協(xié)同，避免或許引發(fā)的電力網(wǎng)絡(luò)異常問題[6]。

2.4 各層保護(hù)協(xié)作關(guān)系

把電力網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)設(shè)施由各間隔“繼電保護(hù)設(shè)備”轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓞^(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)層、站域?qū)?、就地間隔層構(gòu)成的“繼電保護(hù)體系”以后，對(duì)于之前的依靠各間隔一同動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的保護(hù)性能，需科學(xué)的把其配置到三層保護(hù)體系內(nèi)，就地化間隔保護(hù)層實(shí)現(xiàn)對(duì)最末段的保護(hù)，站域保護(hù)層依托站域數(shù)據(jù)達(dá)成對(duì)變電站內(nèi)后備保護(hù)的改進(jìn)，區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)依托站間數(shù)據(jù)達(dá)成變壓器和線路二段、三段后備保護(hù)的改進(jìn)。

就地化間隔保護(hù)層無(wú)需區(qū)域電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、無(wú)需站域數(shù)據(jù)便能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)效能，在穩(wěn)定性與獨(dú)立性方面十分突出，有效達(dá)成了“間隔效能自治”，基于現(xiàn)有保護(hù)加以優(yōu)化配備，僅留下反時(shí)限主保護(hù)和過流保護(hù)，能夠在一定程度上提高最末段保護(hù)的穩(wěn)定性，另外，為就地化間隔保護(hù)定值免整定創(chuàng)造了優(yōu)良環(huán)境。由于就地化間隔是基于單端電氣量后備保護(hù)提升形成，為此無(wú)法得到其配合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)數(shù)據(jù)，存在一定缺陷的地方，可運(yùn)用站域與區(qū)域電網(wǎng)保護(hù)加以改進(jìn)。

2.5 過程層繼電保護(hù)可靠性提升措施

通過保護(hù)變壓器，保護(hù)配電線路，保護(hù)電力系統(tǒng)母線3個(gè)方面達(dá)到保護(hù)過程層繼電的保護(hù)效果，使電網(wǎng)能夠有效避開風(fēng)險(xiǎn)安全運(yùn)行。在保護(hù)繼電層的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)恒定保護(hù)定并且會(huì)持續(xù)保持穩(wěn)定在發(fā)生電力系統(tǒng)振蕩的時(shí)候，維持電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行需要穩(wěn)定的平衡動(dòng)態(tài)。在大量的使用一次設(shè)備的時(shí)候要非常注意分離開關(guān)和硬件，這是至關(guān)重要的，保證好開關(guān)與硬件的獨(dú)立性，整理優(yōu)化配電線和母線的保護(hù)功能。保護(hù)變壓器和智能變電站可以通過使用多段線路實(shí)施，不經(jīng)采樣但是強(qiáng)化采樣調(diào)整能得到最有效最真實(shí)最可靠最適應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)，從而加強(qiáng)保護(hù)層繼電的運(yùn)行穩(wěn)定[7]。

繼電保護(hù)應(yīng)用分析筆者結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，下面結(jié)合智能變電站具體事例進(jìn)行分析，對(duì)繼電保護(hù)的調(diào)試方法進(jìn)行詳細(xì)研究。

以某220kv線路保護(hù)裝置為中心進(jìn)行通道檢測(cè)工作，利用先進(jìn)的繼電保護(hù)校驗(yàn)儀檢測(cè)出現(xiàn)的不正常狀況，在檢測(cè)線路保護(hù)情況以后，發(fā)覺保護(hù)設(shè)施內(nèi)沒有有關(guān)開入信息。對(duì)該些問題實(shí)施了具體且深入的剖析，最后明確了問題成因，首先是全面檢測(cè)了校驗(yàn)儀61850配置，通過多次校驗(yàn)以后發(fā)覺配置狀況不存在異常情況，不存在問題；其次，仔細(xì)查看光網(wǎng)口情況，發(fā)覺指示燈無(wú)異常，也就是連續(xù)閃爍，如此便得出硬件口不存在數(shù)據(jù)傳播方面異常的結(jié)論；最后，仔細(xì)檢查了模型文件配置，針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了瀏覽檢查。在檢查線路2出口節(jié)點(diǎn)模型文件的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)母差文件同和External Reference IED name 以 及 External signal IED name 具有非常高的一致性，然后對(duì)母差文件相關(guān)內(nèi)容實(shí)施了認(rèn)真嚴(yán)格查看，最后發(fā)現(xiàn)模型出口處有兩個(gè)跳閘數(shù)據(jù)集是一樣的，這兩個(gè)跳閘數(shù)據(jù)集為dscGOOSE和dscG0OSE1。

基于此可得到結(jié)論：因?yàn)槊Q不同致使GOOSE開入不正常。明確成因之后，詳細(xì)查看有關(guān)說(shuō)明書，該種設(shè)施其保護(hù)裝置與其他設(shè)施比較有很大差異，有獨(dú)特要求，一方面要認(rèn)真核對(duì)GOOSE基本參數(shù)，另一方面要認(rèn)真甄別數(shù)據(jù)集名，若數(shù)據(jù)集名產(chǎn)生了異常，便會(huì)導(dǎo)致開入閉鎖，最后不能正常展現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

本論文簡(jiǎn)述了智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)，論述了智能變電站所具有的優(yōu)點(diǎn)，著重探析了智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)改進(jìn)舉措。站域保護(hù)層、區(qū)域電網(wǎng)保護(hù)層、就地化間隔保護(hù)層的有效融合，可以建立比較完善的繼電保護(hù)體系，這樣便保證了間隔保護(hù)功能的單獨(dú)性與穩(wěn)定性，另外還提高了區(qū)域電網(wǎng)保護(hù)和站域保護(hù)的安全水平，可以在一定程度上改變當(dāng)前的繼電保護(hù)狀況。