浅谈智能变电站继电保护配置的应用和发展趋势

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  江西省送变电建设公司
  摘要:电力系统的不断发展使得变电站朝着智能化的方向发展,智能变电站已经成为一种趋势。在实践中,变电站的继电保护是变电设备的重要组成部分,继电保护技术的发展对于变电站的运行及其供电安全等都有着重要的应用。在本文中主要论述了继电保护配置的应用情况,并且对其基本内容和发展的趋势作了简要分析。
  关键词:智能变电站;继电保护装置;发展趋势
  智能变电站技术是一门综合性、涉及多领域的技术,也是对电网发展理念的全面革新。随着社会的发展和人们生活水平的不断提高,对电力的需求大幅度增大,为了保证电网的安全、可靠运行,智能化以及自动化实现对供电系统的稳定以及安全有着积极的意义。因而,加强智能化变电站继电保护优化配置研究对电力系统的发展具有深刻的意义。
  一、智能变电站继电保护配置的现状
  当前,先进的智能变电站使用的都是可靠和先进的设备,是以实现全站信息数字化,采用自动化程序来采集信息、控制信息以及对电网进行检测和保护的电站。而且,智能变电站还具备了电网控制和调节的功能,能够在线决策以及互动。智能化就是实现了人性化,让变电站同人一样能够调节电网。如果电网中的电压负荷开始增加,其就会送出需求电量,相反,如果负荷下降时就会减少电量输送,这样就能够确保能源得到节约,实现电能能源的节省。
  当前,我国的智能变电站尽管不是很多,而且还处于推广的阶段,但是随着电力系统的发展,智能变电站的建设会越来越广泛,其经济性和前景都是良好的。
  二、智能变电站的继电保护配置
  智能变电站有过程层、间隔层、站控层三层。其中过程层也叫设备层,主要是提供设备构成、单元合并和电能分配等功能的。间隔层则是实现长距离信息输出和输入以及控制通信功能的。站控层中主要有自动化系统和通信系统等,是实现向全站或设备进行测量和控制,完成数据采集、监视、电量采集以及信息保护等功能
  2.1关于过程层。所谓的过程层就是利用快速跳闸的装置实现断电的保护,其核心的设备就是交换机,同时也是有合并单元、接口设备以及智能终端所构成。在运行过程中过程层主要是实施监控电气量,同时把信息利用交换机根据网络的方式进行有效的传递,除此之外还要对所运行状态下的隔离开关、断路器以及变压器等设备的参数进行有效的检测。在最后阶段要对执行以及驱动进行有效的损伤控制。
  2.2关于间隔层。间隔出所具有着重要的功能,例如承上启下,间隔出能够很好的实现保护以及控制设备的作用,并且对于间隔层数据的采集以及命令的发生优先级别进行控制,并且还能够对同一期或者是其他的控制进行有效的保护,从而也实现了通信功能承上启下的重要作用。
  2.3关于站控层。站控层能够发挥出十分重要的作用,站控层主要是由主机、运动装置以及规约转换器等部分所组成,从而能够更好的实现对于全站数据信息汇总功能,与此同时还能够时时刻刻的对数据库进行不断的更新,从而把收集起来的信息进行传递到监控中心,之后在接受指令,最后在向间隔层以及过程层进行传递。同时还必须要根据控制层在运行过程中的方式不同,把事先制定好的方案在系统出现故障过程中切换到整定的方案定值区中。
  三、运行的状况以及继电保护的配置
  3.1运行的情况。在智能的变电站当中,要想更好的保证供电系统是处在正常的一个运行状况,必须要确保系统当中的线路以及设备都处在规范的要求下运行,如果供电系统当中的线路或者是设备出现故障时,那么就会导致没有办法正常的运行,从而也导致系统处在故障的状况,也是其系统的安全运行受到一定的影响,并且供电系统在故障状况下运行就十分容易出现严重的事故,同时也带来了十分严重的经济损失。
  如果在供电系统运行时没有办法按照正常的方式去运行,但是,供电系统并没有处在故障的状况,对于这样情况,供电系统在运行的过程中继电保护的装置就会发出信号,同时还会在故障发生之前对有异常运行的设备进行保护,从而更好的减少了设备损坏的情况。
  3.2继电保护的配置。在目前阶段,由于智能变电站的不断发展,从而有效的促进了继电保护的发展,并且是保护的模式从传统的模式已经逐步的发展成为了数字的模式,并且通过对历次智能设备和二次网络设备的运用,更好的实现了智能变电站当中电气设备信息的共享。因为智能变电站的结构当中对配置的继电保护是由变压器的保护以及先后的保护都是处在过程层当中,因此是可以直接的对数据信息以及采样进行获取,以此避免再次的通过交换机来进行,然而对于间隔层当中的母线保护配置,则是需要根据交换来进行信息的有效获得,之后在后台控制层当中进行站域的保护管理单元配置。
  在这个方案当中,在对于后天的控制,集中控制和决策进行了有效的实行,因此变电站当中的线路负荷保护、电源的备自投装置和线路重合闸等方面的设备也是都可以进行统一有效的监控和保护。对于这些装置是可以通过后备的保护之后在进行整体之间的配合,从而能够更好的使原有分散到母线、变压器以及线路等保护的重负装置进行整合,从而得以简化,使其变电站的运行效率得到有效的提供,从而能够很好的解决传统中对于设备保护时间长以及故障切除的范围大等一些问题。
  四、关于继电保护配置的保护
  4.1对电压限定时间的过电流保护。针对智能变电站而言,其电力系统在运行的过程中,由于其外部出现短路,就会在一定的程度上出现过负荷电流的,针对这样的情况发生时,过负荷电流以及正常电流这两者之间是会存在着较大的差别,如果外部出现故障的话,就会在一定的程度上出现跳闸现象,如果出现负荷故障,保护装置则就会进一步的发出动作信号。为了对这种情况的发生进行有效的避免,就在一定的程度上对低压元件进行充分的利用,只有这样才能进一步的实现过电流保护。
  4.2关于变压器的保护配置。针对变压器保护装置而言,主要应用的就是分布式装置,这样才能够在一定的程度上实现差动保护功能,变压器在进行后备保护的过程中,主要应用的就是集中式配置的方式,对其进行保护,但针对非电量的保护装置而言,在一定的程度上应用的就是独立式安装方式。
  4.3关于线路的保护。在电力系统当中,其线路的保护配置主要是根据在纵联差动来作为主要的保护系统,然而后备的保护装置主要是在集中式的保护当中。关于单断路器方式的主连接线和线路当中的保护装置主要是通过主保护系统的对侧线路保护以及光纤通信口的保护装置通信,以此来得到实现纵联保护的作用。
  五、继电保护配置发展趋势
  (一)以广域信息为基础的电网保护
  当前,国内对于电网继电保护的理解还停留在断层线上。以广域电网信息为基础的电网保护是目前研究的一个新的热点。广域保护系统主要是由以下部分组成:实时动态监测系统,实现广大地区电力的监测和分析。安装在电力系统的调度中心;为实现自动广域控制,可在控制中心网络以及自动电力系统中安装实时控制系统。当电网出现故障时,广域保护在第一时间内就能够进行保护。广域保护系统包含了异常电压控制、发电机阀控制、切割机、频率等等,实现了广域安全自动控制的功能。而且还能够实现紧急安全控制,避免给参数的稳定带来损伤。当系统处于异步振荡当中是就会形成大量的稳定的子系统,干扰其以使得其失去稳定性,防止系统崩溃。
  (二)主动化瞬态保护
  瞬态保护是在检测基础上形成的高瞬态传输线路保护。其主要是利用瞬时频率特征和暂态行波进行保护的。数量的瞬态保护可以不受电源频率的影响,其有着高反应速度、高精度的特点。而且还具有系统摇摆、过度电阻等优点。新的数量的瞬态保护设置同样也具备了滤波器的优点。这是继电保护配置未来的一个主要发展趋势。
  结束语:
  电力系统中的电力元件如果是在没有继电保护时是不能够运作的。一般把确保电力元件安全的装备称为继电保护装置。智能变电站中的继电保护配置是其中的一个不可缺少的部分,对于电网的安全运行有着重要的影响,因此研究继电保护配置发展具有现实意义。
  参考文献:
  [1]徐晓菊.数字化继电保护在110kV智能变电站中的应用研究[J]. 数字技术与应用,2011
  [2]蔡小玲. 基于智能变电站的站域保护原理和实现[J]. 电力系统及其自动化学报,2012
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