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解析110kV智能電子繼電保護問題

0 引言

近年來 ,智能變電站在變電站建設(shè)過程中得到了逐步的推廣 ,而智能電子繼電保護技術(shù)得到了迅速的推廣與應(yīng)用。在常規(guī)變電站以及數(shù)字變電站的基礎(chǔ)上 ,智能變電站通過先進的數(shù)字技術(shù) ,采用集成設(shè)計的方式 ,有效的提高了設(shè)備生產(chǎn)與 = 運行過程中的可靠性 ,同時在環(huán)境保護以及能源節(jié)約方面具有明

顯的優(yōu)勢。成為了下一代變電站發(fā)展的新趨勢。其中 ,電子繼電保護問題成為了智能變電站的重要技術(shù)問題 ,是整個變電站技術(shù)的關(guān)鍵。

1 智能變電站內(nèi)繼電保護設(shè)備的配置

1.1 線路保護的設(shè)置

對于 110kV 的智能變電站 ,為了實現(xiàn)變電站站內(nèi)保護和測控等功能 ,實現(xiàn)功能的一體化 ,*終達到對各個單套配置進行間隔保護配置的目的。在智能保護線路當中國 ,各個線路都是采用直接采樣、直接截斷斷路器的方式進行線路保護的。然后利用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)使得相應(yīng)的斷路器失靈 ,同時啟動重合閘保護功能 ,該功能的具體設(shè)置電路圖如圖 1 所示。

在該控制電路當中 ,各個線路間隔保護測量與控制裝置中除了利用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)來完成信息交換工作之外 ,都是采用點對點的連接方式實現(xiàn)信息的傳輸、單元合并、智能終端控制等功能 ,*終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采樣以及直接跳閘 ,不需要通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)﹄娐穼崿F(xiàn)斷路保護。而在電路以及母線上設(shè)置的電子式互感設(shè)備能夠從中獲得對應(yīng)的電壓信號 ,在與相應(yīng)的合并單元相連接之后 ,利用數(shù)據(jù)打包的方式完成數(shù)據(jù)的處理工作 ,然后利用通信光纖將信號傳輸至 SV 網(wǎng)絡(luò)和被保護測控設(shè)備當中。在對跨間隔信息測控裝置進行接入時 ,一般是通過 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)進行信息傳輸?shù)摹?

1.2 變壓器保護的設(shè)置

以變電站的具體規(guī)劃設(shè)計為基礎(chǔ) ,110kV 變壓器的電量保護可以根據(jù)兩套線路來進行設(shè)置 ,而在設(shè)置的過程中又可以采用主、后備保護相互分離的方式來進行設(shè)置 ,*終達到后備保護與策略設(shè)備一體化的目的 ,形成對變壓器保護的“雙保險”保護。

當當變電站保護電路采用的是雙套配置設(shè)置方式時 ,其兩側(cè)所采用的合并單元(MU)、智能終端設(shè)備等都需要對應(yīng)的采用雙套保險配置的方式。與此同時 ,在線路的中性點電流、間隙電流線路以及其相對應(yīng)的 MU 側(cè)都同時采用雙套保護設(shè)置。一旦變壓器出現(xiàn)故障 ,諸如 :保護跳母聯(lián)、線路各分段斷路器以及閉鎖設(shè)備自投、啟動故障出現(xiàn)問題時 ,都能夠利用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)對故障設(shè)備信息進行傳輸 ,之后變壓器的各個保護設(shè)備以及智能終端通過 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)來獲得并執(zhí)行故障跳閘指令 ,將故障變壓器與各側(cè)端斷路器斷開。

而針對主變壓器的高、中、低壓側(cè)的職能終端設(shè)備 ,則應(yīng)該盡量采用冗余配置的線路保護方式 ;針對主變壓器本體自身的智能終端則應(yīng)該盡量采用單套配置的方式進行設(shè)置。在設(shè)置的過程中應(yīng)該確保主變壓器自身的智能終端能夠通過開關(guān)非電量保護、本體非電量信號的上傳等功能進行線路保護。

1.3 母聯(lián)保護的設(shè)置

在設(shè)置母聯(lián)分段保護的設(shè)置時 ,其設(shè)置原理圖與圖 1 方案所設(shè)置的線路保護相類似 ,同時在結(jié)構(gòu)方面也更為簡單。在對分段保護進行設(shè)置時 ,可以將合并單元與智能終端設(shè)備進行連接 ,*終達到不通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)直接采樣和保護跳閘功能就可以實現(xiàn)母聯(lián)保護跳閘的目的。

根據(jù)對應(yīng)的規(guī)程 ,110kV 的分段保護必須通過對應(yīng)的單套配置方式才能達到保護和測控的目的。110kV 的分段保護跳閘能夠采用點對點直接跳閘的方式 ,而其他的保護分段則必須采用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的方式才能達到母聯(lián)保護的目的。

2 智能繼電保護中實施的測試檢驗

繼電保護是整個確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的根本保證。因此 ,在設(shè)置的過程中應(yīng)該以可靠性、選擇性以及靈敏性作為其設(shè)計方式的選擇以及設(shè)計原則 ,對站內(nèi)繼電保護進行設(shè)置。在智能變電站當中 ,由于采用了電子式互感設(shè)備 ,且在變壓器、斷路器等大量的以一次設(shè)備中加裝了智能處理單元 ,使得既有的保護裝置能夠利用光纖來進行信息傳遞 ,進而能夠利用網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進行控制。智能繼電保護帶來的這種現(xiàn)象就要求設(shè)備在變化之前必須對變電站設(shè)備進行測試。在測試的過程中,考慮到智能繼電設(shè)備的出現(xiàn)主要是對信息傳遞方式的改變 ,因此在進行邏輯功能檢驗的過程中盡量與原有保護系統(tǒng)保持一

致 ,而是采用已經(jīng)成熟的檢驗標準和方式 ,主要進行如下幾點內(nèi)容的工作。

2.1 采用光數(shù)字保護測試儀進行信號采集

之前采用在輸入端輸入保護裝置電壓、電流的模擬信號的方式進行信號采集 ,而且傳統(tǒng)的保護測試儀器只能輸出一些模擬信號量。而在采用光數(shù)字保護測試儀之后 ,能夠直接將其接入到保護裝置的光線儀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的輸入接口進行采樣和測試。采用這種方式獲得的信號不存在誤差 ,之前存在的零漂以及采樣

精度檢驗等操作步驟都可以省略不計。但是 ,在設(shè)置的過程中應(yīng)該盡量考慮存在跨越間隔數(shù)據(jù)要求的方式設(shè)置保護裝置的問題 ,尤其是在不同的間隔進行數(shù)據(jù)傳輸時 ,信號到達時間的同步性也應(yīng)該進行確定 ,否則將難以滿足對應(yīng)的保護裝置要求的設(shè)置。

2.2 積極利用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)的檢修可擴建安全性

在一、二次設(shè)備條件相同的情況下 ,與傳統(tǒng)的直接在保護節(jié)點跳閘然后保護方式相比 ,智能繼電保護設(shè)備是采用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)進行指令信息的傳遞 ,在將報文信息經(jīng)過信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到智能終端進行保護跳閘功能。通過這種方式 ,繼電保護能通過網(wǎng)絡(luò)信息控制的方式實現(xiàn)傳輸跳閘、相互隔離以及鎖閉信號的方式來進行保護。與傳統(tǒng)的回路方式相比 ,其在網(wǎng)絡(luò)可靠性以及檢修可擴建安全性方面具有明顯優(yōu)勢。

2.3 實現(xiàn)了輸入、輸出信號的實時性與正確性

智能繼電保護裝置所傳輸?shù)男盘柺墙⒃?GOOSE 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上實現(xiàn)傳輸?shù)?,且整個智能網(wǎng)絡(luò)的傳輸所采用的通信信號也不再是 24V、220V 的直流電信號 ,而是具有優(yōu)先級差別的GOOSE 報文。通過這種方式進行組態(tài)實驗 ,對輸入、輸出信號進行驗證 ,達到確保輸入、輸出信號穩(wěn)定可靠的目的。





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