智能变电站继电保护系统及可靠性研究

2020-10-20 06:04李习斌任瑞敏张浩然刘宝宝
中国新技术新产品 2020年14期
关键词:继电保护系统智能变电站可靠性

李习斌 任瑞敏 张浩然 刘宝宝

摘   要:继电保护系统对于智能变电站的安全运行至关重要,要保证智能变电站的正常运转,就要提升继电保护系统的可靠性。笔者认为,应当对系统的结构进行充分了解,并在此基础上加强变压器保护、限定延时电压、重视过程层继电保护,同时应当优化系统结构和电网设备的运行维护模式,使智能变电站继电保护系统的可靠性得到提升。

关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性

中图分类号:TM63        文献标志码:A

1 智能变电站技术特点

智能变电站的电子互感技术较为先进,在对数据信息进行传播时采用数字信号的形式,并采取智能控制断路器设备,实现变电站的智能化、信息化、自动化。相对于传统的变电站继电保护装置,智能变电站继电保护系统更加先进、更加节能,而且更具可靠性。在继电保护系统运行时,数据和信息的获取更为便捷,数据量也大大增加[1]。这种有别于传统继电保护装置的先进性使其操作和维护方式发生了革新,对电力工作人员的工作水平提出了新的要求。在对智能继电保护装置进行日常维护时,应当注意对系统中设备和线路的调试。电力工作人员要对系统中各种装置和线路进行深入了解,准确把握它们的结构特点、功能特点和运行原理,掌握不同设备的调试操作,保证智能变电站继电保护系统的稳定运行。

2 智能变电站继电保护系统构成

随着变电站智能化的发展,变电站智能保护装置逐渐演由站控层、间隔层和过程层3种结构组成。并且智能变电站继电保护系统中的互感器由电磁式互感器发展为电子互感器,这种互感器在进行数据采集后可以按照规定的数据格式传播信号给继电保护系统。继电保护系统中的控制终端通过设备生成的跳闸信号来实现对断路器的控制,然后将断路器的工作情况发送给继电保护设备。

2.1 电子式变电站互感器

在原始的变电器中,互感装置为电磁式,而在智能变电器中,互感装置改为电子式。这得益于电气测量装置的数字化发展。电子互感器分为有源电子互感器和无源电子互感器2种,它能够判断是否应当使用传感头,并以此选择电源种类。电子互感器与原始的电磁式互感器相比最大的优势是在使用中不会出现磁饱和的问题,让互感器对于故障的敏感程度得到提升,使保护装置在遇到故障时能够及时进行响应。传感器的信息传输也由原本的电缆改为光缆传输,提高了信息传输的效率,并让设备的绝缘保护工作更加容易。电子互感器设备也较为轻量,方便进行设置和维护。

2.2 智能变电站合并单元

智能变电站的合并单元能够将互感器传输过来的数据信息进行处理和整合,为数据添加标签,并转化为保护装置能够接受的统一格式进行发送,实现对变电站保护装置的控制。在互感装置和电站保护装置间添加合并单元,能够降低互感装置和保护装置之间线路的复杂性,方便进行检修和控制,并减少了设备的设置成本。

2.3 智能变电站交换机

随着网络信息技术的发展,变电站的信息传输可以通过交换机来实现。交换机能够通过网络流量控制数据帧的交互,使变电站形成局域网,方便进行信息交换。在交换机中使用生成树协议,能够让交换机环路得以实现,简化交换机的信息传输链路,使变电站的继电保护装置能够安全有效运行[2]。

2.4 变电站智能控制终端

智能变电站通过电子互感器和网络信息技术对断路器的运行情况进行实时监测,判断断路器的运行状态。在这种监测过程中,断路器的温度和动作信息都能够被及时捕获,为变压器的检修判断提供信息,改变了传统的设备检修模式,提升了检修工作的有效性。变电器智能终端能够接收保护装置的状态信息,并且能够通过远程控制断路器的开闭实现对变电站一次设备的控制。

3 智能变电站继电保护系统可靠性的意义

在进行变电站系统建设时,要注重继电保护系统的设置。智能变电站的系统组成具有智能化和信息化的特点,对技术和设备的依赖性比较高。一旦设备出现运行故障,就会使环环相扣的变电站相关系统受到影响,使变电站出现大的运行问题,造成损失,甚至影响用电安全。因此,要着重进行继电保护装置的可靠性研究,及时发现电力设备中的故障,减少故障损失。继电保护系统具的可靠性还能使变电站的运行更加稳定,减少外界不确定因素对电力系统运行的影响,保证人们的用电安全,提高用电效率。

4 提高智能变电站继电保护系统可靠性策略

4.1 加强变压器保护

加强对变压器的保护是从整体提升继电保护系统的可靠性。在设计智能变压器时,应当应用好比率制动原理,这可以提升变压器的运行安全。在进行变压器系统设置时,可以采用当前较为先进的神经网络技术。神经网络技术能够让设备的感应和相应机制得到优化,并实现设备的自查,提升的设备维护的效率。运用神经网络技术能够使继电保护系统具有记忆功能,并能够实现对保护装置的自动监测,实现智能化设备保护[3]。

4.2 限定延时电压

智能变电站在运行时会受到外部环境的干扰,致使变电站出现断路等运行故障。对变电站电压进行限定延时控制能够使变电站电路中的电流量得到监测,若电流量达到系统负载的警戒线,继电保护系统的保护机制就会自动触发,使变电站系统的可靠性得到提升。智能变电站的继电保护机制如图1所示。

4.3 過程层继电保护

变电站的过程层继电保护主要目的是保护变电站系统的母线和变压系统设备,使其能够保持安全平稳的运行,增强变电站运行的安全性和稳定性。在对过程层设定保护值之后,保护值能够保持稳定,不会受网络等因素的影响,保障继电保护系统的可靠性。在进行系统设置的过程中,为了使系统的线路得到更加稳妥的保护,要对设备的开关进行独立设置,使系统的硬件与其开关处在相互独立的状态中。

4.4 优化保护系统结构

优化保护系统的结构能够让保护系统的运行更加合理化,提升运行效率,保障保护系统的可靠性。保护系统中,过程层所用的网络系统应当是独立于其他装置的,通过与系统分离开的网络提升继电保护系统的运行安全。在原始变电站继电保护系统中,数据的采集通常会出现冗余,使数据采集时间发生延迟,降低系统运行的效率。而在智能变电站中,数据的信息源是统一的,保证了数据采集的时效性,减少数据采集中的冗余,使保护系统的可靠性得以提升。

4.5 优化电网设备的运行维护模式

在对电网进行智能化控制时,需要提前进行监管信息的设置。采集到的监管信息会传输至合并单元进行统一分析,然后判定处理方法,发送处理信息。变电站设备需要进行监控,并实时判断变电站的工作状态,进行相应的操作处理。在变电站出现故障时,应当进行及时处理,以免产生更大的故障,危害变电站的安全运行。

5 结语

随着社会主义现代化进程的推进,电力系统也逐渐向智能化、信息化方向发展,智能变电站得到广泛应用。提升智能变电站继电保护系统的可靠性对变电站的安全运行有重要意义。

参考文献

[1]罗振威,余栋斌,何雄辉,等.变电站继电保护故障信息远程传输系统设计[J].电子设计工程,2020,28(10):113-117.

[2]王闯,丁帅,孙慧颖.变电站继电保护安全风险的分析及改进措施[J].内蒙古科技与经济,2020(7):81-83.

[3]潘绍炜.智能变电站的继电保护对策分析[J].集成电路应用,2019,36(9):100-101.

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