基于智能電網(wǎng)的站域繼電保護系統(tǒng)研究

孫磊

【摘要】繼電保護與自動化裝置在實際運行中，可快速和準確判斷電力系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障問題，并自動切斷故障設(shè)備，降低安全事故所帶來的損失，最大限度保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，讓電力系統(tǒng)依舊照常運行。可以說，繼電保護與自動化裝置的合理使用不但保證了電力系統(tǒng)的安全運行，還促進了供電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。本文對智能電網(wǎng)的站域繼電保護系統(tǒng)進行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);站域;繼電保護

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.207

日前，隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的作用愈發(fā)重要，使得繼電保護技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用愈發(fā)受到人們的關(guān)注。電廠運行過程中，一旦發(fā)電機出現(xiàn)故障，繼電保護技術(shù)的應(yīng)用可以幫助技術(shù)人員切除故障部分，并且保護附近區(qū)域的供電設(shè)備的安全。可以說繼電保護技術(shù)的應(yīng)用直接影響整個電廠運行的安全性，繼而影響整個社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步。

1、繼電保護

配電網(wǎng)在運轉(zhuǎn)的過程之中因為受到外界因素的干擾，時常會發(fā)生各式各樣的故障，讓供電體系的運轉(zhuǎn)發(fā)生問題。還可能會威脅到整體配電體系的安全以及穩(wěn)定，對工作人員的安全產(chǎn)生一定的威脅。在普遍的狀況之中，技術(shù)工作人員對于這些故障會采取繼電保護的方法展開解決，這種經(jīng)過對機電裝置的利用，保護電力設(shè)備避免受到損傷，達到其性能價值過程的目的，就是繼電保護。

2、電力繼電保護技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

早在20世紀70年代，國內(nèi)就已經(jīng)非常重視繼電保護技術(shù)的應(yīng)用，并且相繼從國外引進了很多先進的繼電保護技術(shù)。隨著電力市場的飛速發(fā)展，繼電保護技術(shù)的發(fā)展也愈發(fā)可觀。電力行業(yè)發(fā)展過程中，微型繼電保護系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用可謂是電力事業(yè)發(fā)展過程中的一個里程碑，微型繼電保護系統(tǒng)具體來說就是利用微型計算機對繼電保護系統(tǒng)進行控制。

3、站域保護的結(jié)構(gòu)特點

智能電網(wǎng)的站域繼電保護裝置主要由以太網(wǎng)交換機互聯(lián)結(jié)構(gòu)硬件相互組成。其主要結(jié)構(gòu)原理是采用單一裝置實現(xiàn)本地站域保護，也可以借助傳輸線纜的方式進行拓展。站域繼電保護在數(shù)據(jù)處理上比傳統(tǒng)的保護模式具有更大的優(yōu)勢，如通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控進行采集，然后對采集的數(shù)據(jù)進行篩選，最后通過光纜設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸和有效處理。對于信號的采集方面，智能變電站采集電流和電壓通過SV網(wǎng)絡(luò)所反饋出變位、跳閘等故障信號，然后經(jīng)過GOOSE網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)交換機進行信號變化處理，對故障的信息進行報警。

4、配電網(wǎng)的繼電維護故障對策

4.1替換處理

電力體系運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障的時候，解決全面自動化維護設(shè)備內(nèi)部故障是最常見的方式，是用好的或者認為正常的一樣的軟件替代或者認為出現(xiàn)故障的軟件，用這種方式來辨別好壞，這樣就能夠迅速地減小故障找到的范疇，實時對故障展開解決。針對微機維護故障或者內(nèi)部回路繁雜的單元繼電故障，能夠運用附近的設(shè)備或者臨時在維修的插件繼電器替代的原有設(shè)備，如果障礙消失，就證明故障在換下來的軟件，不然就一定在另外的地方持續(xù)地找到故障。

4.2參照分析

這種方式關(guān)鍵是利用在找到接線的錯誤，定值校驗的過程當中找到測試值以及預(yù)期值存在比較大的區(qū)別，也沒有辦法辨別因素之類的故障。經(jīng)過對正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)以及不正常的設(shè)備技術(shù)參考數(shù)據(jù)進行比較，從參考數(shù)據(jù)不一樣的地方找到非正常的裝備的故障點，在展開回路調(diào)整和設(shè)備更換之后二次接線不可以準確恢復(fù)的時候，能夠根據(jù)相同種類設(shè)備接線在繼電器定值校驗的時候，比如出現(xiàn)某一只繼電器測試值以及其整定值距離比較遠，在此同時不能容易地辨別刺激點性能質(zhì)量如何，可以及時去進行改善繼電電器上的值，或者運用一樣地表去測量別的一樣的回路的意義繼電器展開比較。

4.3電廠繼電保護可靠性的方法

加強繼電保護裝置運行的維護。想要提高繼電保護裝置運行過程中的安全性和可靠性，必須加強對繼電保護裝置運行維護的重視。首先，電廠內(nèi)部必須成立專門的繼電保護裝置的維修管理隊伍，同時建立并完善相應(yīng)的管理制度，確保工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)并解決繼電保護裝置運行過程中所出現(xiàn)的問題。其次，繼電保護裝置運行一段時間后，大多會出現(xiàn)設(shè)備損害問題，工作人員必須做好調(diào)查，及時更換損耗程度過于嚴重的設(shè)備，避免設(shè)備因損耗程度過高不能正常運行。電廠的運行涉及到大量電氣設(shè)備和電氣元件的應(yīng)用，合理的管理，可以將這些電氣設(shè)備和電氣元件的功能充分地發(fā)揮出來。為了達到這個目的，在工作中，一是在對電力設(shè)備進行日常管理維護中，為了提高電力設(shè)備的運行效能，必須加強管理和維護，保證所有的電力設(shè)備都可以正常、穩(wěn)定地運行;二是要建立科學(xué)的維護管理制度，認真落實每一項繼電保護工作;三是提高電力設(shè)備的運行質(zhì)量。加強日常檢查和維護，確保可以及時發(fā)現(xiàn)和解決電力設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的異常問題。結(jié)合繼電保護裝置運行的實際情況，制定切實可行的維護方案，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行提供更加安全、穩(wěn)定的環(huán)境。

5、智能電網(wǎng)站域保護配置方案

5.1線路保護配置方案

為站點中的出局線路配置線路主保護，并根據(jù)系統(tǒng)操作模式在必要時配置相應(yīng)的主保護。根據(jù)國家電網(wǎng)有限公司智能變電站的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，線路保護所需的合并單元和智能終端均統(tǒng)一配置。通過“點對點”布線和“直接拾取和跳躍”模式在現(xiàn)場配置保護，以實現(xiàn)保護。保護測控裝置直接連接到合并單元和智能終端，以獲取電壓和電流的實時監(jiān)控數(shù)據(jù);保護插座直接與智能終端相連，實現(xiàn)跳閘功能。電流和電壓采樣信號由合并單元調(diào)制，然后上傳到保護設(shè)備和SV網(wǎng)絡(luò)。采樣信號調(diào)制過程在此間隔內(nèi)在合并單元中完成，這減少了保護單元的信息處理工作量，同時避免了由網(wǎng)絡(luò)延遲引起的錯誤。受PT合并單元出口數(shù)量的限制，當線路保護間隔較大時，可以通過SV網(wǎng)絡(luò)獲得相關(guān)的母線電壓信號。盡管此方法略有延遲，但其誤差仍在可接受的范圍內(nèi)。主保護動作信息和斷路器狀態(tài)信息通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)上傳。

5.2主變保護配置方案

與線路保護類似，各側(cè)合并單元將采集到的總開關(guān)電流信息直接傳輸至變壓器保護測控裝置，實現(xiàn)了電流信息的直接采集。合并單元同時將信號傳輸?shù)絊V網(wǎng)絡(luò)，以進行備份保護。變壓器保護裝置的保護插座與三側(cè)接收主智能單元和母聯(lián)開關(guān)智能單元相連，實現(xiàn)直接跳閘。智能終端和保護設(shè)備同時連接到GOOSE網(wǎng)絡(luò)，并上傳相關(guān)的行程說明和行程信息。保護變壓器主體所需要的信號通過電纜收集到非電氣保護裝置，并通過主體的智能終端實現(xiàn)局部跳閘。非電保護配有現(xiàn)場保護智能終端，通過電纜收集非電保護動作信息、變壓器檔位信息、接地開關(guān)控制信息等，并將數(shù)據(jù)進行處理后上傳到高壓GOOSE網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)語：

隨著人們生活水平的不斷提升，人們的用電需求越來越大，而電力系統(tǒng)的整個容納量和整體系統(tǒng)也在逐漸擴大和發(fā)展，相應(yīng)地，繼電保護與自動化裝置的地位也日益提升，保證繼電保護與自動化裝置的安全、穩(wěn)定、正常運轉(zhuǎn)能全面保證電力系統(tǒng)的可靠性。從評價保護裝置靈敏性、選擇性切斷故障點、短時間內(nèi)切除故障設(shè)備等方面可了解到繼電保護與自動化裝置的可靠性，但電力系統(tǒng)在實際發(fā)展中，仍需精益求精，不斷提升工作人員的業(yè)務(wù)技能水平和工作細致度、積極性，有效運用冗余設(shè)計，優(yōu)化繼電保護設(shè)備，提升繼電保護事故解決效率，并強化自動化裝置的運行穩(wěn)定性，最大限度保障電力系統(tǒng)的運行安全。

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