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1、精选优质文档-倾情为你奉上现代数字化变电站对继电保护的影响摘要:现代数字化变电站是未来配电网络的发展趋势。随着全国电力网络建设的规模不断扩大,对当前继电保护及继电保护系统运行提出了更高的要求。然而,数字化变电站在继电保护运行中还存在一些问题。同时,数字化变电站的结构体系与传统变电有很大的差别,在继电保护装置的设计、安装、调试、验收和运行带来新的挑战。关键词:数字化变电站;继电保护;IEC61850随着现代科技技术,尤其是网络技术、计算机软、硬件技术及超大规模集成电路技术的发展,变电站自动化技术不断进步,研究和建设数字化变电站已经成为目前电力系统的发展趋势。数字化变电站自动化系统的推广是以智能化
2、开关,光电式电流电压互感器,一次运行设备在线状态检测,变电站运行操作培训仿真等技术的日趋成熟以及计算机高速网络在实时监控系统中的开发为基础的。具体来说,数字化变电站内所有智能电子设备(IED:Intelligent Electronic Device)、通信网络和系统均应遵循IEC61850标准体系。本文着重探讨了现代数字化变电站对继电保护的影响问题。1.复杂的配电网络系统对继电保护系统提出了更高的要求随着全国电力互联系统网络和容量的增大,以及大规模远距离输电电压等级的提高,电力系统的运行状态处于频繁的变化中,且可能发生各种类型的短路故障,如瞬时的、永久的、金属性的、非金属性的故障,以及可能出
3、现的各种极端运行方式等,从而,就不可避免地会遭受各种类型的故障,与此同时,在切除这些故障时,还可能会引起各种在原计划中没有考虑到的情况,因此,日趋复杂的网络系统,对目前的继电保护及继电保护系统,提出了更高的要求。(1)继电保护是一种能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值,更快、更准确地动作的保护装置。(2)继电保护系统是一种能自适应各种运行方式,对整个电网协调各种后备保护、自动装置稳步可靠动作的网络型保护系统。从而,继电保护的作用已不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。2.数字化变电站在继电保护运行中的问题数字化变电站提高了继电保护
4、的运行水平经过多年的发展,国内微机保护在原理和技术上已相当成熟,处于国际领先水平。但是,仍然存在着一些问题:(1) 二次回路设计接线错误,电缆长,执行反事故措施不到位,电缆老化后接地,造成保护误动;(2) 定值项多,控制字和跳闸矩阵设置错误;(3) 变电站直流电源回路故障接地引发继电保护误跳闸;(4) 由于有许多季节性负荷,备自投( 备用电源自动投入)、低频低压减载压板等核查、切换工作量大,易出错;(5) C T 特性恶化和特性不一致引起故障延迟切除和区外故障误动;(6) 保护通道问题;(7) 下雨引起瓦斯继电器接线盒进水,触点接通;(8) 一些配电系统无母线差动保护、备自投等,上一级保护难起
5、后备作用,造成事故扩大,供电中断等。如果采用基于I E C 61850 标准的数字化变电站技术,由于二次电缆少,在不增加硬件设备、不重复采集交流信息的前提下,将相应功能分散到各间隔保护单元中,实现了网络化母线保护、网络化备自投和网络化低频低压减载功能,可以基本消除以上限制继电保护运行水平继续提高的瓶颈。同时,保护定值、控制字简化,保护压板、按钮和把手大大减少,也可以显著减少运行维护人员的“三误”事故(误碰、误接线、误整定引起的事故)。而对于装置缺陷,由于直接采用数字量,能真实反映系统一次电气量信息,装置可采用更先进的原理算法,其集成度可以更高,抗干扰能力大大增强,再加上在线监测、在线检修自动化
6、,装置运行也将更加稳定。3.数字化变电站给继电保护带来的挑战基于IEC61850通信协议的数字化变电站将变革传统的变电站一、二次设备,它的特点是采用分布分层的结构体系,面向对象的数据统一建模,数据自描述,采用抽象通信服务接口和特殊通信服务映射技术,实现智能设备间的互操作能力,面向未来的开放体系结构。数字化变电站将会给变电站的设计、安装、调试、验收和运行带来新的挑战。(1)基于I E C 61850的数字化变电站的二次系统设计,需要打破传统的设计方案。要设计出结构合理、满足实际需要的可靠系统,就需熟悉各种I E C61850设备的功能逻辑节点,以便能够将物理设备通过逻辑节点连接去实现所需功能。(
7、2)数字化变电站信号回路和操作控制驱动回路采用微处理器和光电技术设计,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接;继电保护测试是一种全网络化的测试,需要充分理解保护的配置,利用I E C 61850 规约的特点,创新测试方法,设计出完善的测试方案,同时测试通信、同步功能、检查上传信息等多项功能,测试才能完善、全面,才能事半功倍。(3)数字化变电站的安装、调试过程是系统网络化和数字化的过程,I E C 61850标准的使用为这些过程赋予了新的工作内涵,需要针对I E C 61850的特点和需要及时地修改、补充和完善现有的工作方式,以适应新系统的要求。在此期间需特别强调的是交接性试验的重要性,
8、它既是数字化变电站的实现基础,也是保障以后变电站安全、可靠运行的重要前提。(4)数字化变电站的建设给现场验收工作带来了新的形式要求,需要根据I E C 61850标准,不仅要验收系统中的硬件、软件,还包括系统中使用的说明文档、设备的配置参数文档、系统数据和信息模型文档及系统和设备的配置文件等项目。(5)以I E C 61850 为核心的新设备功能更强大,设备通过灵活的配置完成各种组合的功能,这就要求配置信息得到可靠的管理。如果管理不完善,就会对日后的维护工作带来不可避免的难题。(6)由于原来的SCADA系统(数据采集与监视控制系统)和其它的控制系统是一个独立系统,是厂家的专有产品,它们的安全性
9、来自其硬件平台和逻辑结构与外界不同。数字化变电站综合自动化系统基于开放的、标准的网络技术,所有的供应商均可开发基于因特网的应用程序来监测、控制或远方诊断,但可能导致计算机控制系统的安全性降低。对于电力系统这样一个要求高可靠性和安全稳定性的系统而言,安全问题尤其突出。(7)实现数字化、程序化的操作流程是数字化变电站必需的,变电站间隔层程序化控制模式可以提高响应速度和可靠性,使操作更快捷,但必须要保证程序化控制的可靠执行,要求保证系统程序的稳定性和可靠性。(8)变电站的运行管理系统包含的内容更丰富,如:电力生产运行数据、状态记录统计分析、数据信息分层、分流交换的自动化等内容,变电站运行发生故障时能
10、及时分析、处理,将常规的设备“定期检修”改为“状态检修”。3.结束语随着全国电力互联系统网络和容量的增大,以及大规模远距离输电电压等级的提高,传统的继电保护以及传统的对电力系统的研究方法已经难以处理这样的复杂系统,继电保护的概念和技术必须发展,为互联电力大系统的安全运行承担更多的责任。而且,继电保护的任务是随电网发展的要求而发展的,已由最初的切除故障元件免遭损坏发展到快速切除故障,提高并列运行的稳定性和电力元件免遭损坏的多重任务。参考文献1 朱声石.高压电网继电保护原理与技术.3版.北京:中国电力出版社,2005.2 欣疆.采用光纤通讯后的220kV线路保护配置.电力系统自动化,25(17):6062.3 刘强,蔡泽祥,刘为雄,等.交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响.电力系统自动化,31(7):3438.专心-专注-专业