智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

王堃

摘要 隨著智能電網(wǎng)的普及和發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用越來廣泛，因此，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的管理工作提出新的要求。傳統(tǒng)人工定期檢修模式顯然已經(jīng)無法滿足智能供電設(shè)備可靠性的要求，需要構(gòu)建繼電保護(hù)在線檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的狀態(tài)檢測和檢修。鑒于此，本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線檢測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

[關(guān)鍵詞]智能變電站 繼電保護(hù) 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能電網(wǎng)主要是指運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化運(yùn)行、信息共享化、變電站分區(qū)統(tǒng)一管理等，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)調(diào)度和控制的基礎(chǔ)單元。變電站繼電保護(hù)設(shè)備能夠有效確保電力設(shè)備的安全、可靠的運(yùn)行。在智能電網(wǎng)高速發(fā)展的今天，智能化、自動(dòng)化的繼電保護(hù)設(shè)備得到了大面積的普及應(yīng)用，有效提升了電能輸送的質(zhì)量，對(duì)于繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢測就顯得尤為重要。

1 繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

繼電保護(hù)（Relay Protection）主要是指對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護(hù)負(fù)責(zé)采集電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后進(jìn)行分析判斷，輸出指令的一個(gè)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)主要采用的是晶閘管調(diào)壓器和移相器，對(duì)電力設(shè)備的電壓、電流、相位進(jìn)行調(diào)整，但是由于晶閘管調(diào)壓器和移相器體積較大，而且調(diào)整精度較低，己然無法滿足高精度繼電保護(hù)工作。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，微電子技術(shù)己廣泛運(yùn)用于智能電網(wǎng)繼電保護(hù)當(dāng)中，本文就對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：智能變電站電源信息，電源電平輸出，即兩功率或電壓之比的對(duì)數(shù)，有時(shí)也可用來表示兩電流之比的對(duì)數(shù);智能電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行溫度信息，具體包括設(shè)備內(nèi)部的工作溫度、裝置過程層光纖數(shù)據(jù)接口的溫度;監(jiān)測光強(qiáng)信息，光強(qiáng)即發(fā)光強(qiáng)度，主要是發(fā)光體在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，是該發(fā)光體在該方向的立體角元dQ內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟Φ除以該立體角元所得之商，即單位立體角的光通量。智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效監(jiān)測裝置過程層光纖數(shù)據(jù)接口接受的光強(qiáng)信息;此外，智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)，包括繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中無故障時(shí)間統(tǒng)計(jì)、繼電保護(hù)裝置采樣值（SV）信息、裝置面向通用對(duì)象的智能變電站事件（GOOSE）統(tǒng)計(jì)信息，GOOSE是IEC61850中的一種快速報(bào)文傳輸機(jī)制，用于傳輸變電站內(nèi)IED之間重要的實(shí)時(shí)性信號(hào)。GOOSE采用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)代替了常規(guī)變電站裝置之間硬接線的通信方式，大大簡化了變電站二次電纜接線。此外，在線監(jiān)測系統(tǒng)還負(fù)責(zé)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備自檢信息，裝置硬件以及回路自檢信息的收集和整理。

2 智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能化變電站主要是智能化一次設(shè)備包括電子式互感器、智能化開關(guān)等和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層，包括：過程層、間隔層、站控層所構(gòu)建，建立在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。下文從在線監(jiān)測單元與智能組件的集成和集成智能組件在線監(jiān)測信息上傳兩個(gè)方面，對(duì)智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析：

2.1 在線監(jiān)測單元與智能組件的集成

現(xiàn)階段，智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要采用的是一次設(shè)備機(jī)構(gòu)、智能單元以及監(jiān)測單元集成方式。該方式主要是將一次設(shè)備在線監(jiān)測信息直接接入到集成智能組件，對(duì)于可以直接接入智能單元的監(jiān)測信息包括：主變油中溶解氣體、GIS微水、避雷器等，可將在線監(jiān)測單元集成在一次設(shè)備的智能組件中，對(duì)于不能直接接入的監(jiān)測信息則需要單獨(dú)設(shè)置在線監(jiān)測單元。

2.2 集成智能組件在線監(jiān)測信息上傳

智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)上傳至后臺(tái)控制系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)通信采用電力系統(tǒng)自動(dòng)化統(tǒng)一的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備通信方式進(jìn)行規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫連接。智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

3 結(jié)論

綜上所述，伴隨著我國智能電網(wǎng)發(fā)展腳步的不斷加快，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)測方面的需求也更加迫切。本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行深入分析，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)測的主要技術(shù)進(jìn)行闡述，為日后關(guān)于智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論依據(jù)。

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