电力系统继电保护数据交换标准的探讨

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  摘要:数据交换是继电保护部门内部,继电保护部门与电力系统其他部门之间日常工作中主要的内容。但是,由于地域限制和专用性,即使是同一部门其数据并非是统一规范的,这就造成了继电保护工作无法正常的进行。因此,建立电力系统继电保护数据交换的标准是实现数据交换规范化的基础,也是提高继电保护工作的效率的前提保障。本文就当前继电保护数据交换现状进行了分析,并从继电保护系统参数标准,元件参数标准,保护参数标准三个方面进行了探讨,提出了各领域、各部门间统一、规范的数据交换标准,按照该标准进行数据交换,可以提高工作效率,有助于实现电力系统中继电保护工作的规范化和信息化。
  关键词:电力系统;数据交换;继电保护;标准
  继电保护部门是电力行业的重要组成部门之一,其主要的工作任务是研究电力系统在运行过程中容易出现的故障或者影响其安全运行的异常因素,并在此基础上得到相应的应对措施的自动化过程。也就是说继电保护具备在事故发生初期以及发生小区域内,自动的将切除设备故障,或者通过以信号方式传送到值班人员处,再有值班人员出马将故障排除,以避免设备的 进一步损坏和保障供电[1]。电力系统故障包括电流增大、电压降低、电流与电压之间的相位角改变,测量阻抗发生变化等,要想实现继电保护系统任务的顺利完成,就必须以基本数据为基础,由此可见数据交换在继电保护工作中的重要性。然而现实的电力系统继电保护数据交换标准的缺失对于保障电力系统的正常运行和实现信息化是不利的。
  1 电力系统继电保护数据交换现状
  目前的地理系统继电保护数据交换现状不容乐观,大多数继电保护部门之间,继电保护部门与电力系统部门数据交换的准确性和有效性不高,仅仅只能在部门内部或者少数统一规范的部门之间可以实现数据的准确交换。这表现在两个方面,一是继电保护相关部门间所采用的数据结构专用性与地域性很强。主要体现在对系统参数的表达通用性较差,不能被所有的部门统一认识,少数部门采用零、正序阻抗模型,把系统元件类型分为接地支路和母线间支路,这不能真实客观的表达物理属性。还有部门将变压器的低压侧阻抗与发电机的阻抗直接合并成一个阻抗,这很不利于数据在部门间进行交换,只能满足内部交换的需要。二是继电保护部门与电力系统其他部门需要进行数据交换,如运行管理部门,当形成继电保护部门形成保护方案时,必须向管理部门、运行生产部门提交保护运行参数,但是由于标准的确实,使得交换的数据容易出现错误,严重会导致电力系统事故。由于数据交换的不一致,在制定保护方案后,对于必须投入运行的某条线路却没有投入,反而是没有必须投入运行的线路投入了运行,预先设定的保护方案在实际工作中失去了预定的功能,因而存在系统发生故障时的保护不到位或者保护误动情况,严重者会造成事故。
  2 电力系统继电保护数据交换标准的必要性
  随着经济社会的不断发展,高质、高效的发展模式成为经济社会发展转型的目标追求,对于关乎民生、企业生产、经济发展具有重要作用的电力系统的工作效率和安全保障要求更高。只有健康稳定的电力供应才能保障企业的正常运作,人民的正常生活对于用电的需求。加上,电力行业发展带来的部门内部及部门与部门之间的数据交换越来越频繁趋势不可阻挡。所以,建立结构层次清晰、逻辑严谨、相对独立的电力系统继电保护数据交换的标准是提高继电保护工作的效率,减少数据交换造成的错误的主要途径,也是电力部门工作的重心,是社会健康持续的客观需要。
  3 电力系统继电保护数据标准探讨
  基于对电力系统继电保护数据交换现状分析,本文对电力系统继电保护数据交换标准(standard of data structure,缩写为SDS),从系统参数、元件参数、保护参数三个方面进行了探讨,为实现继电保护工作的全面微机化打下了基础。
  3.1 系统参数标准探讨
  对于系统参数标准的设定包括基本系统参数和运行方式参数两个部分。对于基本系统参数包括基准容量、电压等级、无穷大和0。因为无穷大和0是电力系统继电保护元件的特殊参数,此时应该分别给出无穷大和0相对应的链各个数据标准:即当元件参数大于无穷大数据标准时,元件参数为无穷大;若元件参数小于 0 数据标准时,元件参数为 0。另外,元件参数一般为标幺值,所以,在元件参数折算时采用一个基准线是必不可少的,这个基准线就是系统基准容量。再者,系统中电压等级的数目、各个电压等级所对应的实际电压值以及各个电压等级的名称,也应该在系统参数的数据结构中统一给出。对于运行方式参数包括基本运行方式、整定计算运行方式、故障计算运行方式和公用特殊运行方式四个的参数标准,其运行方式结构见图[3]。
  3.2 元件参数标准探讨
  元件参数的标准结构主要包括元件的物理参数,互感信息,元件运行约束条件等。元件物理参数标准主要是能够统一的反应元件实际的物理性质和拓扑结构位置,包括区域、母线、厂站、线路等,在线路物理性质中主要有线路长度、线路正零序阻抗参数等。互感信息表達标准见图,在有些系统中, 存在特殊线路,即只有少部分线路是互感的,如线路 1与线路2间有部分互感存在, 线路1与线路3间有部分互感存在,而线路2与线路3间不存在互感。由于此种特殊的情况, 元件参数的标准结构仍然将线路1、线路2和线路3划定在同一互感组中, 而且线路2与线路3之间的互感阻抗为0。
  3.3 保护参数标准探讨
  保护参数是继电保护日常工作中的二次设备参数的主要内容,在数据交换中,由于某些控制字和保护动作量没有定义交换标准,往往存在保护不正确运行、保护动作定值不正确设置的问题。所以要建立保护参数标准,这个参数的标准包括保护装置名称,保护装置接入CT 、PT,保护装置出口方式等基本信息。每个基本信息都都应该涵盖中、英名称,包含整定项目的数目等。各个整定项目的中、英文名称、当前运行定值,单位,接入CT 、PT等信息。例如在WXH-11型保护中零序电流保护各段的动作分别用I01, I02, I03和I04来定值,分别用T01,T02,T03和T04来表示各段的动作时间,以I0为命名后缀作为其相关控制字;分别用XX1,XX2和XX3表示相间距离保护各段的动作定值,分别用TX1,TX2和TX3来表示各段动作的时间,以X为命名后缀作为其相关控制字;分别用XD1,XD2和XD3来表示接地距离保护各段的动作定值, 分别用TD1,TD2和TD3来表示各段的动作时间,其相关控制字以D为命名后缀。另外,在各部门之间,每个字段的取值均按照零序电流保护各段方向元件的运行状态,保护不带方向以0表示,保护带方向的以1表示。不灵敏段运行状态,不投入不灵敏段以0表示,投入不灵敏段以1表示。
  参考文献
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