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1.前言
隨著社會經濟的發展、科學技術的進步以及人們生活水平的不斷提高,人們對電能的需求和依賴性越來越強,對安全穩定供電的要求也越來越高。電力系統的安全可靠運行對保證國民經濟的穩定發展和人民生活水平的不斷提高有著越來越重要的意義。電力系統一旦發生事故,將會給人們的生產和生活帶來不可估量的巨大損失。
電氣設備的保護技術是研究電力系統故障和危機安全運行的異常工況,以探討其對策的反事故自動化措施。微機繼電保護裝置是電力系統密不可分的一部分,是保障電力設備和防止、限制電力系統大面積停電的最基本、最重要也是最有效的技術手段。
2.電力系統微機繼電保護技術發展現狀
相對于傳統繼電保護而言,微機保護具有運算速度快、功能靈活、可靠性高、維護調試工作量小等優點。微機保護在電力系統中的應用越來越多,電網中繼電保護微機化率穩步增長。
3.微機繼電保護與傳統裝置的對比分析
3.1 繼電保護的任務是判斷電力系統有關電氣設備是否發生故障而決定是否發出跳閘命令,使發生故障的電氣設備盡量迅速地與電力系統隔離。為此,首先要取得與被保護電氣設備有關的信息,根據這些信息,按不同的原理,進行綜合和邏輯判斷,最后做出抉擇,并付諸執行。所以,繼電保護的基本結構大致上可以分為三部分:信息獲取與初步加工;信息的綜合、分析與邏輯加工、抉斷;抉斷結果的執行。
3.2 信息要通過電壓、電流傳送,有時還通過一些開關量傳遞。早期,在機電型繼電器中,電流電壓直接加到繼電器的測量機構,變換成機械力,然后在機械力的層次上進行比較判別,中間并不需設置其他的變換、隔離等環節。隨著電子技術的引入,通常使用所謂的電流變換器、電壓變換器以及電抗變換器等等。在晶體管型繼電保護、整流型繼電保護以及集成電路型繼電保護中都采用類似的變換環節,其間并沒有本質的差別,這些環節,可以稱為“信息預處理”環節。
由于計算機是數字電路,其工作電平比集成電路的工作電平還低,因此,計算機繼電保護同樣也需要設置信息預處理環節,需要隔離屏蔽、變換電平等等處理。
3.3 繼電保護的主要任務是操作、控制與被保護電氣設備有關斷路器,使發生故障的電氣設備迅速與電力系統分隔離開來,最大限度地減輕故障對電力系統的影響,減輕故障設備的損壞程度。這種操作是通過控制跳閘線圈實現的,也就是給線圈通入電流實現的。
3.4 計算機繼電保護與傳統繼電保護的根本區別是在中間部分,即信息的綜合、分析與邏輯加工、判斷環節。區別主要是在于實現上述功能的手段不同。傳統繼電保護是靠模擬電路(或繼電器元件)的構成來實現的,即用模擬電路實現各種電量的加、減、乘、除和延時與邏輯組合需求。而計算機保護,即數字式繼電保護卻是用數字技術進行數值(包括邏輯)運算來實現上述功能的。計算機上的數字和邏輯運算是通過軟件進行的,即這些運算要通過預先按一定的規則(語言〉制定的計算程序進行的。這是與模擬式繼電保護截然不同的工作模式。也就是說,計算機式繼電保護是由“硬件”和“軟件”兩部分組成的,硬件是實現繼電保護功能的基礎,而繼電保護原理是直接由軟件,即由計算機程序實現的,程序的不同可以實現不同的原理,程序的好壞、正確與錯誤都直接影響繼電保護性能的優劣、正確或錯誤。
4.微機繼電保護裝置的構成
微機保護就是指與數字式計算機(包括微型計算機)為基礎而構成的機電保護。微機保護裝置的基本構成分為硬件和軟件。
4.1 硬件系統構成及其功能
微機保護裝置硬件系統包含以下五個部分:
(1)數據采集單元即模擬量輸入系統。
(2)數據處理單元即微機主系統。
(3)數字量輸入/輸出接口即開關量輸入輸出系統。
(4)通信接口。
(5)電源。
4.2 微機保護裝置軟件通??煞譃楸O控程序和運行程序兩部分。所謂監控程序包括對人機接口鍵盤命令處理及為插件調試、整定設置顯示等配置的程序。所謂運行程序就是指保護裝置在運行狀態下所執行的程序。微機保護運行程軟件一般可分為三個部分。
(1)主程序。包括自檢、開放及等待中斷等待。
(2)中斷服務程序。
(3)故障處理程序。
5.微機繼電保護裝置特點
5.1 調試維護方便。在微機保護應用之前,整流型或晶體管型繼電保護裝置的調試工作量很大,原因是這類保護裝置都是布線邏輯的,保護的功能完全依賴硬件來實現。微機保護則不同,除了硬件外,各種復雜的功能均由相應的軟件(程序)來實現。
5.2 高可靠性。微機保護可對其硬件和軟件連續自檢,有極強的綜合分析和判斷能力。它能夠自動檢測出其自身硬件的異常,并配合多重化措施,可以有效地防止拒動;同時,軟件也具有自檢功能,對輸入的數據進行校錯和糾錯,即自動地識別和排除干擾,因此可靠性很高。
5.3 易于獲得附加功能。傳統保護裝置的功能單一,僅限于保護功能,而微機保護裝置除了提供傳統保護功能外,還可以提供一些附加功能。例如,保護動作時間和各部分的動作順序記錄,故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。對于線路保護,還可以提供故障點的位置(測距),這將有助于運行部門對事故的分析和處理。
5.4 靈活性。由于微機保護的特性主要由軟件決定,因此替換或改變軟件就可以改變保護的特性和功能,且軟件可實現自適應性,依靠運行狀態自動改變整定值和特性,從而可靈活地適應電力系統運行方式的變化。
5.5 改善保護性能。由于微機的應用,可以采用一些新原理,解決一些傳統保護難以解決的問題。例如,利用模糊識別原理判斷振蕩過程中的短路故障,對接地距離保護的允許過渡電阻的能力,大型變壓器差動保護如何識別勵磁涌流和內部故障,采用自適應原理改善保護的性能等。
5.6 簡便化、網絡化。微機保護裝置本身消耗功率低,降低了對電流、電壓互感器的要求,而正在研究的數字式電流、電壓互感器更易于實現與微機保護的接口。同時,微機保護具有完善的網絡通信能力,可適應無人或少人值守的自動化變電站。
6.微機繼電保護事故處理的思路
當前,主要基于三種思路來考慮。
6.1 避免故障和錯。誤,包括選用高質量的元件和采用屏蔽隔離等以防干擾;故障自動檢測,發現故障時及早報警或自動閉鎖,不影響保護對象的正常工作;容錯設計,使局部故障時不降低整套裝置的性能,不中斷保護裝置的正常運行。!”#
6.2 抑制干擾。干擾就是指除有用信號以外的所有可能對裝置的正常工作造成不利影響的內部或外部的電磁信號。干擾將造成微機保護裝置的計算或邏輯錯誤,程序運行混亂,甚至元件的損壞等。由于微機保護裝置的工作環境比較惡劣,在保護裝置的周圍往往存在許多復雜的電力設備和輸電線路等。微機保護要有較強的抗干擾能力。微機保護往往從干擾的三個因素入手來提高自身的抗干擾能力:明確干擾源,切斷耦合途徑和降低裝置本身對干擾的敏感度。
6.3 故障的自動檢測。故障的自動檢測就是當裝置內有元件損壞時,系統能夠及時發現并報警,以便能迅速采取措施予以修復。目前微機保護常用的檢測方法按檢測時機可分為即時檢測和周期檢測;按檢測對象可分為元器件檢測和成組功能檢測。作為一種具有高可靠性要求的控制系統,人們采取了各種措施以提高微機保護系統的可靠性。
7.結束語
關鍵字:微機繼電;保護;措施
中圖分類號:G623.58 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
繼電保護是電力系統進行安全正常運行的最重要保障,目前為止,已經得到了廣泛的應用,隨著我國的科學技術在不斷的發展和進步,繼電保護技術日益的呈現出向網絡化、微機化、智能化,控制、保護、數據通信和測量一體化發展的趨勢。本文主要分析微機繼電保護的現狀,以及其中存在的問題,提出相應的解決措施。
1微機繼電保護的現狀
我國的微機保護研究起步較晚,在20世紀70年代末期、80年代初期才開始,但是由于我國繼電保護工作者的努力,進展卻很快。到了80年代末,計算機繼電保護,特別是輸電線路微機保護已達到了大量實用的程度。我國對計算機繼電保護的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導的作用。從70年代開始,各大學校研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用,揭開了我國繼電保護發展史上的新一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。
在主設備保護方面,發電機失磁保護、發電機保護和發電機-變壓器組保護也相繼通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。因此到了90年代,我國繼電保護進入了微機時代。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應用于實際之中。
2繼電保護中存在的問題
從電壓互感器方面來說,電壓互感器的二次電壓回路在運行的過程中所出現的故障是繼電保護工作中的一個相對薄弱的環節。作為繼電保護測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統的正常運行是非常重要的,在PT二次回路時設備不多,接線也不復雜,但出現在PT二次回路上的故障卻不少見。根據相關的運行經驗來說,PT二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面:
在PT二次中性點接地方式異常,其主要表現為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了在有關變電站接地網方面相關的原因,更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網之間產生了電壓,該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。而這個電壓疊加到保護裝置的各相電壓上,使各相電壓產生幅值和相位的變化,從而引起阻抗元件和方向元件誤動或拒動。
PT開口三角電壓回路產生了異常,PT開口三角電壓回路處斷線,有機械上的原因,其短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中,為了達到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻進行短接,有的則使用小刻度的電流繼電器,從而大大的減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時,零序電壓比較大,回路負荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后把絕緣體進行破壞從而發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈,從而使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區也發生過。PT二次失壓;PT二次失壓可以說是在困擾使用電壓保護中的最經典問題,糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善所引起的。
3系統保護措施
由于微機的繼電保護裝置的運作過程不同于模擬式保護那樣直觀,對造成微機保護裝置所發生的故障也有自身的特點,在對微機繼電保護裝置發生的故障原因進行相關的總結和分析及在處理方面的特點時,主要在于要掌握其規律性,進行快速有效的對故障進行處理,從而避免由于繼電保護的原因而引發相關的設備或電網事故的可能性,要確保電網能夠安全穩定的進行運行。微機保護與常規保護兩者之間有著本質上的區別,經常會發生一些簡單的事故是很容易被排除的,但是對于少數的故障僅憑自己掌握的經驗是難以進行排除的,對其應該采取正確的步驟和方法進行解決。
3.1要用正確的心態來對待事故
有些繼電保護事故發生后,要按照現場的指示信號燈來進行處理,要是無法找到其故障發生的原因,或者在斷路器跳閘后沒有相關的信號燈進行指示,無法來判斷其事故發生的原因是設備引起的事故還是人為所引起的事故,在這種情況下,往往會跟工作人員的運用措施不利、重視的程度不夠等相關的原因有關。如果是人為的事故就必須如實的向上級進行反應,以便分析事故的原因和避免的過多浪費時間。
3.2在故障的記錄方面要加緊落實
微機的事件記錄、裝置燈光顯示的信號、故障錄播的圖形,是事故在處理方面最重要的依據。根據有用的信息來作出正確的判斷,這是解決問題的關鍵所在,如果通過一、二次系統進行全面的檢查,發現一次系統的故障使繼電保護系統能夠正常的工作,則不存在繼電保護事故所處理的問題。如果判斷事故出現在繼電保護的上面,應盡量的維持其原狀,要做好記錄,要在故障處理的計劃完成后才能進行接下來的開展工作,從而避免了原始狀況被破壞的可能性,造成給事故處理帶來不必要的麻煩。在實際的運行過程中,運行人員應該充分的利用站內的設備功能,進行綜合的對事故的現場進行有效的分析,然后做出正確的判斷。 4繼電保護新技術
繼電保護技術發展趨勢向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。隨著計算機技術的飛速發展及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用,新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中,以期取得更好的效果,從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展,出現了一些引人注目的新趨勢。
4.1自適應控制技術在繼電保護中的應用
自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化,進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點,在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。
4.2人工神經網絡在繼電保護中的應用
專家系統、人工神經網絡(ANN)和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中,為繼電保護的發展注入了活力?;谏锷窠浵到y的人工神經網絡具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點,其應用研究發展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等問題?;谌斯ど窠浘W絡的電力系統故障診斷系統,該故障診斷系統利用電力系統中繼電器和斷路器的狀態信息來進行故障范圍的估計。這一系統可應用于電力系統控制中心,輔助調度員對故障范圍進行判別,及時地采取措施對故障進行處理,以保證電力系統供電的安全性、經濟性。
4.3變電所綜合自動化技術
繼電保護和綜合自動化的緊密結合已成為可能,它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。取代傳統的控制保護屏,能夠降低變電所的占地面積和設備投資,提高二次系統的可靠性。
目前,用于變電站的監視、控制、保護,包括故障錄波、緊急控制裝置,雖然已實現了微機數字化,但幾乎都是功能單一的獨立裝置,各個裝置缺乏整體協調和功能的調優,且功能交叉,輸入信息不能共享,接線復雜,從整體上降低了可靠性,同時不能充分利用微機數據處理的強大功能和速度,經濟上也是一種浪費。
結束語
本文主要根據電力系統現場實際的運行狀況和以上的事故與故障的經驗和方法,對微機保護系統所產生的一些問題的原因進行了一般性的分類,并在一定的范圍內總結了處理事故的思路和方法,還介紹了有關在提高處理相應的事故和故障的最基本途徑以上的思路和方法,都具備其實用性和可操作性。
參考文獻
[1]楊奇遜,黃少鋒.微型機繼電保護基礎(第二版).北京:中國電力出版社,2005
關鍵詞:微機繼電保護 35kV變電站 運行現狀
一、繼電保護概述
(一)繼電保護的概念
繼電保護是一種能反應電力系統故障和不正常狀態,并及時動作于斷路器跳閘或發出信號的自動化設備。其任務是:
1、自動、迅速有選擇地切除故障組件,使無故障部分恢復正常運行,使故障部分設備免遭毀壞。
2、發現電氣組件的不正常狀態,根據運行維護條件動作于發信號,減負荷或跳閘。
(二)繼電保護的基本原理
電力系統不同電氣組件故障或不正常運行時的特征可能是不同的,但在一般情況下,發生短路故障之后總是伴隨有電流增大,電壓降低,電流、電壓間的相位發生變化,測量阻抗發生變化等,利用正常運行時這些基本參數與故障時的區別,可以構成不同原理的繼電保護。例如反應電流增大的過流保護,反應電壓降低的低電壓保護,反應故障點到保護安裝處之間的距離(或阻抗)的距離保護,反應電流、電壓間相位的方向保護等。
(三)繼電保護的基本要求
動作與跳閘的繼電保護,在技術、經濟上一般應滿足五個基本要求,即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性和經濟性。
1、選擇性。繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時,僅將故障組件從電力系統中切除,使停電范圍盡量縮小,以保證系統中的無故障部分仍能繼續安全運行。
2、速動性??焖俚厍谐龉收峡梢蕴岣唠娏ο到y并列運行的穩定性,減少用戶在低電壓情況下的工作時間,減少故障組件的損壞程度。
3、靈敏性。繼電保護的靈敏性,是指對于保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是,在事先規定的保護范圍內部發生故障時,不論短路點的位置在何處,短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,都應敏銳感覺,正確反應。
4、可靠性。保護裝置的可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生故障時,它不應拒動,而在任何其他不應動作的情況下,它不應誤動。因此可靠性包括兩個方面的內容:可靠不拒動和可靠不誤動。
二、微機繼電保護的特點和軟硬件構成
(一)微機繼電保護的特點
微機保護充分利用了計算機技術上的兩個顯著優勢:高速的運算能力和完備的存貯記憶能力,以及采用大規模集成電路和成熟的數據采集,A/D模數變換、數字濾波和抗干擾措施等技術,使其在速動性、可靠性方面均優于以往傳統的常規保護,而顯示了強大生命力,與傳統的繼電保護相比,微機保護有許多優點,其主要特點如下:
1、改善和提高繼電保護的動作特征和性能,正確動作率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性;其很強的記憶力能更好地實現故障分量保護;可引進自動控制、新的數學理論和技術,如自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等,其運行正確率很高,已在運行實踐中得到證明。
2、可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
3、工藝結構條件優越。體現在硬件比較通用,制造容易統一標準;裝置體積小,減少了盤位數量;功耗低。
4、可靠性容易提高。體現在數字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響,不易受元件更換的影響;且自檢和巡檢能力強,可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身??梢允∪ッ磕昊ㄙM大量人力物力而必須去做的繼電保護預防性試驗,可以保證生產的連續運行
5、內部編程軟接線的方式大大降低了電氣二次線路的復雜性。
(二)微機繼電保護軟硬件構成
微機型繼電保護裝置一般由以下幾個部分組成:中央處理單元、采樣A/D轉換單元、交流變換單元、開關量轉換單元、出口繼電器單元、串行通信單元。軟件算法主要有:暫存區擴展法、定值轉換法、濾波及傅氏算法、突變量算法。
四、微機型繼電保護在35kV變電站的應用
35kV變電站雖然屬于終端變電站,其變電設備、運行方式等相對簡單,但是其能否安全、穩定、可靠運行,直接影響著用戶的用電質量和經濟效益。因此,及時、可靠的保護35kV變電站的主要設備和供電出線,或者在事故、跳閘前及時報警以提醒值班人員加強防備,而顯得十分必要。
(一) 電力變壓器
電力變壓器出現的故障主要有繞組及其引出線相間短路,繞組匝間短路,外部短路引起的過電流,過負荷,油面降低,變壓器溫度升高等。針對其可能發生的故障,主要使用了主變差動保護裝置、高低后備保護裝置、非電量保護裝置三種保護裝置對其進行保護和告警。
(二)10kV供電線路
10kV供電線路出現的故障主要有:相間短路、單相接地、過負荷等。針對其可能出現的故障,主要使用了具有復合電壓閉鎖的三段式過流保護、過負荷告警、低電壓保護、低周波減載、互感器二次線路斷線報警、自動重合閘等功能的線路保護裝置進行保護和告警。
(三)35kV線路
35kV線路同10kV供電出線一樣,其故障主要有:相間短路、單相接地、過負荷等。但是35kV線路在作為某一個變電站的主要電源進線以外,還承擔著發電站或另一個變電站輸電的樞紐作用,其存在多個電源點。另外,對于一個變電站存在2-3條35kV進線時,其還承擔著電源的相互備用的作用。因此,針對以上情況,35kV線路微機保護,除了具有復合電壓閉鎖的三段式過流保護、過負荷告警等保護功能外,還配置了方向保護、距離保護、備自投等功能的保護裝置。
(四)10kV電容器組
電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路,電容器組和斷路器之間連接線短路,電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓,所連接的母線失壓。因此,對于電容器保護裝置主要配置了具有三段式電流保護、過電壓保護、低電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、低電壓自投、過電壓自切等功能。
五、微機繼電保護在35kV變電站應用的缺陷和不足
1、裝置內多數保護功能無需應用。對于現在運行的35kV變電站來說,其真正使用的保護功能相對較少,而多數廠家配備的保護裝置功能冗多。如零序方向保護、零序過壓保護、零序過流保護等,在35kV變電站中尚未使用,這樣造成了一定的軟硬件的浪費。
2、通訊規約不夠成熟。不同廠家的通訊規約不成熟,在一個變電站內使用不同廠家的保護裝置,在后臺機或者調度實現遙信、遙測、遙控功能不穩定。
3、小電流接地選線保護不成熟。對于中性點不接地系統來說,對于單相接地可以正常運行1-2個小時,但是對于某些地區或者線路出于安全的角度考慮,要求發生單相接地時,應該將其斷開電源,以確保人身和財產安全。
四、電力系統繼電保護技術的發展方向和前景
由于光電技術和計算機的飛速發展,新型光學電壓、電流互感器日益顯現出富有魅力的前景和強大的生命力,新型光學數字式電壓、電流互感器取代電磁式互感器是繼電保護的一個發展方向。同時隨著計算機技術和通信技術的飛速發展,尤其是基于GPS的全網同步技術的出現,GPS和光纖通訊的結合實現了向量測量(MPU)的快速和同步,是電力系統控制的一個發展方向。
參考文獻:
(1) 李佑光 林東,電力系統繼電保護原理及新技術,科學出版社
Abstract: Power supply equipment maintenance is the basis for normal operation, but the maintenance costs take up a large portion of business costs, with the development of the grid, the number of various power supplies is growing which increases various power companies operating costs, in this case, the innovative way of maintenance has become the urgent needs of enterprises. In this paper, through the analysis of working hard problems for the secondary equipment maintenance, the application of inspection and repair technology in the specific is explored, and the prospect of future maintenance technology development is looked ahead.
關鍵詞:繼電保護;狀態檢修;應用
Key words: relaying protection;state of repair;application
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)27-0245-01
1繼電保護存在的主要問題
繼電保護發展至今,從保護原理的設計,到生產廠家制造工藝,到售后服務,各方面都已比較完善。微機保護裝置的性能已非常穩定,近幾年在我區范圍內,由于保護裝置性能不穩定引起的誤動基本上沒有出現過,所發生的保護誤動作基本上是保護裝置外部原因引起的。當前使用的CPU芯片性能已非常穩定,因此在我們的檢驗工作中,沒有必要對其CPU的正確性進行很詳細的校驗。而應對繼電保護設備實行狀態檢修,也就是說只要保護裝置不告警,就不用進行檢修。當然,這要有一個逐步完善的過程,需要大量的配套工程,但這是一種發展趨勢。
繼電保護的技術已經很成熟,而近幾年發展起來的綜合自動化技術,對我們是一個全新的領域。由于其技術新,硬件成本低,利潤高,其發展速度非常之快,這對維護工作是一個很大的挑戰。維護工作中難度最大的是通訊問題,當前,綜合自動化系統還處于發展階段,四方、南瑞、南自、東方電子等廠家都自成一家,各有各的通訊規約,再加上直流系統、電度表、“五防”裝置等都需要與監控系統通訊,而這些又都有各自的規約,致使維護工作越來越難,一旦碰到通訊問題,必須請廠家人員才能處理,而且經常要幾個相關廠家一起到場才行。如此一來,既降低了設備的安全運行可靠性,又提高維護的成本。
2狀態檢修技術在實踐中的應用
與電氣一次設備不同的是電氣二次設備的狀態監測對象不是單一的元件,而是一個單元或一個系統。監測的是各元件的動態性能,微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發展為保護設備的狀態監測奠定了技術基礎。實施保護設備狀態檢修應監測:交流測量系統,包括CT、PT二次回路絕緣良好、回路完整,測量元件的完好;直流系統,包括直流動力、操作及信號回路絕緣良好、回路完整;邏輯判斷系統:包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。保護裝置本身容易實現狀態監測,但由于電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個設備的電纜所組成,要通過在線監測繼電器觸點的狀況、回路接線的正確性等則很難,這可能是保護遲遲未能有效地推進狀態檢修的主要原因之一。
電氣二次操作回路是對電氣一次設備進行操作控制的電路,是繼電保護的一個重要組成部分。在繼電保護設備要求進行狀態檢修的情況下,作為繼電保護出口控制回路操作箱均采用硬件式結構,即由繼電器直接在220V強電回路中通過二次線聯接而成,接線繁雜,不具備自檢、在線監測、數據遠傳等功能。雖然在綜自站中該回路一部分硬接點可通過綜自設備(如測控設計)進行上傳監控,但要求二次回路繼電器輸出接點增多使接線復雜化可靠性下降,同時聯接電纜也增多。
繼電保護設備狀態檢修實施的重要基礎就是在設備狀態特征量的采集上不能有盲區,顯然,對保護設備實行狀態檢修而言,現有的二次控制回路操作箱達不到要求。而利用美國SEL提供的數字仿真式繼電保護平臺可以有效地設計微機操作箱,成功解決了電氣二次回路狀態檢修問題,可為實現保護系統完整的狀態監測,為繼電保護實行狀態檢修創造必要的條件。
3未來繼電保護技術的發展方向
現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合,它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。以遠方終端單元(RTU)、微機保護裝置為核心,將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統,取代傳統的控制保護屏,能夠降低變電所的占地面積和設備投資,提高二次系統的可靠性。綜合自動化技術相對于常規變電所二次系統,主要有以下特點:一是設備、操作、監視微機化;二是通信局域網絡化、光纜化;三是運行管理智能化。智能化的表現是多方面的,除了常規自動化功能以外,還具有強大的在線自診斷功能,并實時地將其送往調度(控制)中心,即以主動模式代替了常規變電所的被動模式,這一點是與常規二次系統最顯著的區別之一。
4小結
電氣二次設備狀態檢修是電力系統應用發展的必然,同時,由于某些保護具有的PLC功能使得保護的有效監測范疇可以拓展到裝置以外的回路中去,這為有效地監視保護系統的相關回路提供了可能,或者說從保護裝置的檢測拓展到相關回路的檢測,從而使繼電保護的狀態檢修具備了實施的基礎。保護的狀態監測將有助于對設備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現有效的管理和信息共享,并為設備運行狀況的分析提供了可靠的信息基礎,將有助于合理地制定設備的檢修策略,提高保護裝置的可用率,為電網的安全運行提供堅實的基礎。
參考文獻:
[1]黃樹紅.火電廠設備狀態檢修――狀態檢修體制及發展狀況[J].湖北電力,1998,22(3).
[2]胡濱.從葛洲壩水電廠檢修實踐談未來的狀態檢修[J].中國三峽建設,2000(7).
[3]李彤.從狀態監測實踐探討狀態檢修工作的開展[J].農村電氣化,2005(2).
[4]李煜,張震.實施配網設備狀態檢修[J].農村電氣化,2002(8).
【關鍵詞】智能變電站:繼電保護:影響
引言
為了實現智能變電站的功能,需要對變電站內部智能電了設備例如繼電保護、測控裝置等的信息描述方法、訪問方法、通信網絡等進行統一規范。在IEC61850頒布之后,數字化變電站有了一套完成的信息描述和訪問的規范性文件,使不同的廠家的智能設備有了通性,使得設備的使用有了互操作性。在中國,正在建設或已經運行的智能變電站,無一例外的采用IEC61850通信規約。
IEC61850標準通過對變電站內網絡通信進行抽象,把變電站分為站控層、問隔層和過程層三層。目前,智能(數字化)變電站保護配置方案和采用常規互感器時一樣,保護裝置按對象進行配置,如主變保護、線路保護、母線保護、開關保護等。只不過將原來保護裝置的交流量輸入插件更換為數據采集光纖接口,I/O接口插件換為GOOSE光纖通信接口,CPU插件的模擬量處理更換為通信接口處理。原來的操作插件轉移到智能操作箱上,保留部分開入作為壓板投退,開出的壓板投退取消或轉移到智能操作箱上。
1 智能變電站繼電保護技術的特征
1.1 系統建模的標準化
IEC6185協議的產生,使得保護有了統一的建模標準、統一的信息模型和交換規則。建模標準化的實現,不僅有利于變電站自動化功能的提升,還使得保護的ICD模型在語法和定義上實現了標準化,所有的保護基于統一的平臺進行通訊,提高了設備的互操作性。此外,由于變電站內的一次設備和二次設備使用了統一的建模標準,使得站內的繼電保護設備與控制中心可以進行無縫通信,從而完成了變電站信息的高速傳遞和共享。
1.2 數據采集的數字化
智能變電站與傳統變電站的一大區別,就在于智能變電站在電流和電壓的采集環節使用了數字化的電氣量采集系統以及光學互感器或電子式互感器。變電站一次設備的電壓、電流等電氣量,通過智能變電站的光學互感器或電子式互感器進行采集,再通過合并單元統一進行數據合成,合并器接收通過多路采集器送來的采樣信號,并進行匯總,通過網絡介質上送保護裝置,提供多路數據輸出,節省了大量的電纜,實現了一次系統和二次系統的電氣隔離,且電氣量的測量范圍大,測量精度也較高,實現了信息的集成化。
1.3 設備操作的智能化
在智能變電站的設備操作中,隨著電力電子技術和微機算法的不斷進步,新型傳感器不斷出現,設備操作實現了高度智能化。首先,微機技術的進步提升了繼電器的控制技術,電力電子技術的發展為斷路器的執行機構帶來更優異的性能,智能變電站的智能設備性能遠遠高于傳統變電站的常規機械機構的設備,可以實現對跳閘和合閘角度的控制、過程的控制,在故障時能夠快速動作,并減少暫態過程中的直流分量和諧波。在設備的控制方面,設備自身的微機芯片可以直接對斷路器設備運行進行處理,并具有獨立的執行功能,將不再依賴于站控層的控制。此外,設備自身還具備自檢功能,可以及時發現自身缺陷并給出報警,為變電站的狀態檢修提供有效信息。
1.4 系統結構的緊湊化
與傳統變電站相比,智能變電站的保護具有體積小、重量輕等優點,緊湊的結構使得保護可以進行優化組合和布置。例如,在一些高壓變電站中,繼電保護和測控裝置,以及故障錄波和安全自動裝置可以實現智能電子裝置的“近過程化”(process-close)。而在中低壓變電站,可以直接將繼電保護裝置小型化,緊湊安裝在開關柜上。
2 智能變電站的架構體系
智能變電站結構并小是常規站間隔與主控設備的方式,它的邏輯構架可概括為三層兩網絡,三層為過程層、間隔層與站控層,兩網絡為過程層網絡與站控層網絡,主要在三層中
間如圖1所示。
圖1 智能變電站的架構體系
在智能變電站中,對繼電保護來說,過程層包含一次設備與之有關智能組件等,如隔離開關、變壓器、互感器及、壓斷路器等,其作用為采集數據、檢測各種設備的狀態,并控制命令執行等;間隔層主要包含各種監控設備與繼電保護等,其作用為實現各間隔設備監視、控制與保護等;而站控層主要由數據前置機、人機交互設備、工作站及服務器等所構成,其作用為傳輸整定值的召喚與修改,并錄波文件的傳送等,有效實現變電站集中控制、智能變電站中的繼電保護網絡所使用規則亦是ICE61850的標準,從模型上,將原來繼電保護裝置劃分成多個的邏輯設備,還劃分成采樣值處理、保護算法與跳聞回路等邏輯節點;從數據上看,詳細劃分了繼電保護的數據種類,并覆蓋了目前繼電保護的應用數據,擴展了數據種類方法;從通信協議看,其通信服務需要依照性能與類型對通信協議給予映射與傳統變電站比較,智能變電站并不以裝置作為繼電保護的組織形態,而是以保護功能的模塊化作為組織形式,保護的分散或集中形式不再依賴裝置,主要取決自網絡性能與保護需求,使得繼電保護工作更為靈活,有效滿足了電網保護需求。
3 對繼電器保護的實現機制、調試和維護等方面的影響
從繼電保護的實現機制來看,智能型的變電站技術也帶來了很大影響,打破了原有的采樣、計算一體化形式,數據信息、保護對象及裝置不再進行綁定,讓數據動態能實時調用及存儲,不同系統數據的統一管理與不同功能應用變成了可能,極大降低了保護設備及過程網絡的交互需要及復雜性,對保護功能組態、遷移與廣域保護提供了數據信息的交換平臺;還改善了二次回路中的不可測控問題,可實時掌握網絡數據的可靠狀態,極大提高了繼電保護中的可靠水平。
4 結語
作為智能電網的重要組成部分,智能變電站必須打破以往的專業壁壘,將先進的電力、電子、通信、計算機、控制技術互相融合,達到資源優化配置的目標,實現智能變電站易集成、易擴展、易升級、易改造、易維護的工業化應用要求,為電網的發展,社會的進步提供了長久的貢獻。
參考文獻: