PLC構件模式下的繼電保護系統核心研究

吳 量安徽池州九華發電公司發電部，安徽池州 247103

PLC構件模式下的繼電保護系統核心研究

吳 量
安徽池州九華發電公司發電部，安徽池州 247103

目前，可編程控制器（PLC）憑借其組態靈活、可靠性高、便于調試及易編程等優勢，在各行業相關控制領域中被廣泛應用。本文以PLC構件為基礎，探討繼電保護系統處于核心地位的內容施加調試，以此為相關應用研究提供理論支撐。

PLC；繼電保護系統；二次設備

伴隨當今設備工業體系應用技術的深入發展，智能化已然成為新時代的風向標，而對于當前電網體系而言，智能電網建設已然成為電力系統的發展趨勢和方向，智能變電站作為整個智能電網當中的重要構成部分，已然成為新世紀以來我國整體電網建設的核心趨勢。智能變電站繼電保護系統與傳統形式的變電站存在較大差別，而二者在數據處理、數據傳輸及數據采集方面表現更為明顯［1］。對于智能變電站而言，其電氣設備在構成上主要有網絡交換機、合并單元及智能終端等，而各個子系統在性能、特點及功能方面的具體狀況，則直接作用于智能變電站安全運行。

1 智能變電站繼電保護系統基礎配置分析

智能變電站相應監控系統在調試方面所用結構為三層兩網結構，其三層即為站控層、過程層設備及間隔層；而兩網就是站控層網絡及過程層網絡。就智能變電站監控系統通信網絡而言，其主要包括兩種方式，即為GOOSE和MMS，GOOSE網絡將各個保護設備間所發出的控制分合、聯鎖及閉鎖等命令，向智能終端進行傳送。而繼電保護系統性能及反應能力，則由數據傳輸及網絡連接質量來決定，此點則相同于傳統變電站系統當中的二次回路。在職整個網絡系統當中，交換機乃為其核心，其自帶有端口自由鏡像，另外，其還具有諸多功能類型，諸如告警功能測試、安全功能測試、廣播風暴抑制、報文優先級QoS及VLan劃分功能等；而這些功能在可靠程度方面的高低，則決定著智能變電站在穩定性及安全水平的高低。

從智能變電站結構圖當中可知，其間隔層網絡結構為雙星型拓撲，主要作用為對GOOSE及MMS報文開展實時傳送，利用其它形式的網絡設施，促使各個設備間隔及站控層之間，就網絡通訊完成建立，最終促使人機交流的實現。對其其中的過程層而言，其在具體的組網方式方面，則劃分依據為電壓級別，比如220kV及1lOkV電壓而言，在設置上，則由SV網及GOOSE網共同完成，其在網絡構成方面，則采用結構為星形，而對于間隔智能終端和繼電保護設施而言，則采用的是GOOSE且采用直跳方式來實現，針對各種應用實現，如各項設備位置和狀態、啟動、失靈及閉鎖信息等，則采用GOOSE，于各自之間開展傳送及互換操作；而對于合并單元和繼電保護設施在信息采集而言，則采用SV并予以直采方式來完成，利用SV網絡，將諸如電流采樣信息、電壓采樣信息、故障錄波器及網絡分析儀等信息開展傳送工作。對于站控層校而言，則采用方法為SNTP網絡校時，采用1588協議及硬接點的方式，實現過程層和間隔層在設備之間的有效銜接，此種接入方式可達到光纖B碼在同步校時方面的實現，然而，此種功能在實施方面需相關設備給予支撐［2］。

2 智能變電站繼電保護系統核心內容的調試

1）繼電保護系統在電流采集及電壓檢測方面的調試。智能變電站采用數字化對測試儀施加保護，運用保護設備光纖直采口，將合并單元相應光數字量予以輸入，并對保護的靈敏性、可靠性及精確度進行校驗。此外，就繼電保護而言，其同樣要求跨間隔數據，可運用兩根光纜，將各種處于間隔狀態的相應合并單元光數字量同時輸入，以此對數字電壓及電流數據在采集方面得以完成。

2）繼電保護輸出保護設備的調試。機電保護系統相應保護設備光纜，始于直跳口處，且向智能終端實施傳送，且將系統跳閘命令予以下達，而后利用GOOSE組網口，將處于各級設備之間所存在的聯閉鎖信號進行輸送，采用保護設備，檢驗GOOSE報文所輸出的相應信號，從而促使傳送信號在及時性及準確性得以保證；采用GOOSE虛端子表，對GOOSE報文所輸出的相應信號提供支撐，促使各種信號在對應檢驗方面均可實現。本次研究所采用的繼電保護測試系統，實質乃為單間隔保護。

運用已有的試驗儀，將一定量的電流及電壓，向合并單元進行輸送，在此期間，需對單間隔保護設備加壓后的相位角是否相同于相位角進行觀測，此外，還需檢測電流采樣及電壓采樣，還需就二者所存在的差距是否與非倍數周期相符進行觀測；依據設計圖當中的相應設備連接及電路構成，將定量的電流及電壓再次輸送，然后則采用網絡分析儀，就其電流及電壓在具體的波形方面突變狀況存在與否實施檢測；檢測電流及電壓采樣，另外，對所存在差距在整數周期倍數方面是否相符進行觀測，采用此方法，對單間隔保護設備具體的電壓及電流同步與否實施檢測。通過對各種間隔數據在具體的同步性方面開展檢驗及校隊工作，可對保護跨間隔信息具有重要的促進作用，依據圖3當中裝置之間的連接構成，選用傳統的保護測試儀，同時驗證各種間隔相應合并框

架下的單元電流量，并及其差值在非倍數周期方面的符合情況進行檢測，從而可實現為電流采樣及電壓采樣在同步性方面提供保證的目的。

3）繼電保護在檢修狀態方面的測試分析。如若保護設備和智能終端在具體的檢測狀態存在差異狀況時，則智能終端就會自動鎖定在閉鎖狀態，如若二者檢修狀態相同，則此時的智能終端，在工作運行方面則為安全。如若保護設備和合并單元在具體的檢修狀態相同，則保護裝置在運行工作方面也為安全。若保 護裝置、合并單元及智能終端在具體的檢修狀態方面均存在差異，則系統當中的斷路器便會始終處于相應短路狀態，若三者相同，則保護裝置為安全，此時，斷路器便會完成自動跳閘操作。如若組合保護設備、投退智能終端及合并單元，便可將多種保護裝置相應試驗予以實現。針對智能變電站而言，其主要采用光纜，對電流、電壓及指令等信息實施傳輸，而其在整個繼電保護系統當中作用也同樣凸顯，對于系統當中的光纖回路試驗而言，其同樣具有突出作用，其類似于傳統變電站當中的電纜絕緣。其在具體的操作內容主要為：首先，需對各個光纜芯，開展收發器件功率方面的測試工作，備用芯測試也包含其中。另外，測試誤碼率及光通道衰耗，且詳細記錄，核對各條光纜芯對應的斷鏈警告信號。比如220kV線路間隔，合并單元乃為其線路保護，其中的接收母差，則會對設備異常、智能終端GOOSE中斷及GOOSE中斷提供相應保護。

3 結論

伴隨當今在電力設備及供電技術的不斷發展，對于傳統形式的變電站繼電保護設備而言，其在具體的調試方法方面，主要對智能化變電站繼電保護系統具體性能開展檢驗，而在結果可靠性方面則難以保證，也不能對智能電網健康運行提供保證，至此，需將與智能變電站繼電保護系統在具體的調試內容方面進行合理選擇。本文通過對智能變電站繼電保護系統在具體的調試方法進行分析，從而探討電力系統機電保護的核心內容及關鍵環節，以此為后續智能變電站繼電保護系統有效更新及完善提供理論支撐。

［1］羊世勇.水電站繼電保護裝置管理存在的問題及核心對策分析［J］.機電工程技術，2015，44（12）：26-28.

［2］韓緒鵬，李道霖.基于職業能力的高職繼電保護與自動化專業課程體系構建探討［J］.湖南工業職業技術學院學報，2012，12（3）：99-101.

TM6

A

1674-6708（2016）168-0191-01

吳量，安徽池州九華發電公司發電部。