智能变电站继电保护系统可靠性分析张衍惠

智能变电站继电保护系统可靠性分析张衍惠

(中国石化齐鲁分公司山东省255400)

摘要:随着我国城镇化建设的不断发展,电力企业对于用户用电安全性以及电力企业电网各项设备的安全性有了越来越高的要求,对继电保护系统进行不断的优化与完善,能够对电力运行过程中过程会遇到的各种问题进行有效的解决,一方面能够提高电网运行的安全性,另一方面也能够最大程度上提高电网内部各项设备的使用寿命。本文首先介绍了继电保护可靠性原理以及特点,重点针对提高继电保护系统可靠性的有效措施进行深入分析,以供参考。

关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性

1继电保护可靠性原理以及特点

1.1继电保护可靠性原理

继电保护具有可靠性主要是指变电站继电保护系统中的各种元件都能安全、无误地进行监测,保证整个系统的正常运行。衡量可靠性的指标主要有如下几个:(1)可靠度。主要是指系统及元件在规定条件、有限时间之内,实现规定动作的概率,是考察一个系统可靠性的重要指标之一。(2)可用性。主要是指系统或者其他设备在较长时间之内,能够完成所规定功能的能力。简而言之,就是其系统修复能力,如果系统在出现故障时,能够快速切断故障从而修复系统正常运行方式,就可以说它具备较高可靠性。(3)平均失效时间。是指系统在规定的条件下稳定运行到下一次发生故障的平均时间。

1.2智能变电站继电保护的特点

1.2.1信息采集数字化

智能变电站与传统变电站的主要区别,在于电压和电流信息的采集实现了数字化,利用光学互感器对电力系统的运行状况进行在线监测,并且实现信息数据的采集。针对智能变电站一次设备的运行信息进行采集和汇总,并且在一次设备和二次设备之间形成较大的电气隔离,有利于实现大范围的信息采集,提高信息的真实性和准确性。

1.2.2信息应用集成化

与传统的变电站相比,智能变电站使用统一的标准,因此可以消除以往由于继电保护系统与建模之间存在的差异而导致信息采集结果不准确的问题,利用继电保护装置可以实现信息的集成化处理,使得不同子系统之间的信息都存在密切的联系,从而有效的促进信息资源的传递与共享。

1.2.3信息传递网络化

在智能变电站系统中,运用继电保护装置可以实现信息的快速传递,从而建立一个完整的通信网络系统,便可以解决传统变电站信息网络重复使用同一个接口的弊端,减少变电站中使用的二次回路数量,也可以显著的增强系统的稳定性与可靠性。另外,通过网络技术的应用可以将分散的数据和资源进行整合,通过网络同步传输到相应的装置结构中,提高数据信息的使用率。

2影响继电保护可靠性的因素

电力系统继电保护系统的构成极为复杂,继电保护系统的子系统数量极多,因此,影响继电保护系统可靠性的因素较多,主要包括以下四个方面。

其一,继电保护系统微机保护装置软件,继电保护系统微机保护装置软件的适用性会直接影响继电保护系统的可靠性。

其二,继电保护系统微机保护装置硬件,继电保护系统的正常运行必须建立在相应的硬件基础上,微机保护装置硬件的质量会直接影响继电保护系统的可靠性。

其三,继电保护系统一次性设备,继电保护系统中存在大量的一次性设备,例如电压、电流互感器和断路器等,一次性设备的质量也会影响继电保护设备的可靠性。

其四,继电保护系统线路,继电保护系统中有大量的回路线路,回路线路在运行过程中极易出现短路、接触不良、老化等现象,会严重影响继电保护系统的可靠性。

3提高继电保护系统可靠性的有效措施

3.1过程层中的继电保护

对于过程层中的继电保护系统,一旦线路中的某处出现故障,系统自动跳闸,它可以有效的对母线、变压器以及输电线路等设备进行保护,防止整个电网的运行出现故障。另外,它会尽量在不影响其他线路正常工作的前提下有效进行自我修复。通常来讲,因为有较小的波动性存在于主保护定值中,所以在电力系统具体运行发生了变化之后,继电保护也不会改变,能够保证电力系统的稳定运行。但是因为大量的应用一次设备,保护的过程中,在设计开关时一定要同硬件分离,对相对的独立性上予以保护,进而实现对母线的保护和输电线路的保护。就相同的输电线路而言,对于独立采样可以利用不同的开关电流给予实现;在调整时用主保护的通信口予以实现,进而综合的把握系统电流。

3.2间隔层中的继电保护

需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中,集中的配置后备保护,变电站后备保护系统提供后备设备的保护和开关失灵的保护,同时,还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线,在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障进行判断,进而将有效的跳闸策略制定出来。此外,将等级集中配置在全站的电压中实施分配,对技术进行调整,对电网运行的具体情况进行适应。并且,可以在电网运行具体情况的基础上,将几套运行方案事先设定出来,进而有效的分析站内的电网系统,将最佳的运行方案选择出来,实现智能变电站的继电保护。

3.3以太网冗余性

冗余性对于保证电力系统有效稳定运行至关重要。它主要是通过以下两个方面实现的。1)以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助,通过利用多种模式,能够实现不同的目标。2)网络架构需求。网络架构需求是由三个基础网络构成的,实现提高变电站继电保护系统可靠性的目的。首先,是总线结构。总线结构通过交换机实现数据信息传送任务,能够有效减少接线。但是,相比较而言,其冗余度较差,在使用过程中,需要延长时间来增加其敏感度以达到目的;其次,是环形结构。与总线结构类似,其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余,将其与以太网交换机有机结合,能够出现管理交换机,也就是生成树协议,这种结构能够为继电系统运行提供物理中断的冗余度,并将网络重构控制在一定时间范围内;最后,是星型结构。星型结构是一种等待时间较短的结构,比较适用于较高场合,没有冗余度。但是,如果主交换机在运行过程中,出现故障,会影响信息传送,相比之下,其可靠性较低,不建议推广和普及。

4小结

现在社会人们的生活水平不断提高,对电力资源的需求也越来越多,为了满足人们越来越高的电力资源需求,电力系统必须要提供可靠的电力资源。智能变电网的出现,对传统的电网是革命性的改进,做为智能变电站的重要装置,继电保护系统举足轻重,新的电力设备和电力技术的出现,对继电保护系统也形成一定的挑战。使智能电网具有可靠性的继电保护功能,是保证电网智能化的关键性技术内容,电力部门和相关的电力工程技术人员必须要在电力系统运行中积累运行经验,学习新的电力知识服务于电网运行工作实际,通过过硬的专业知识来保证继电保护系统朝着智能化和信息化的发展目标发展。

参考文献:

[1]洪鸣.基于智能变电站的继电保护分析[J].中国电业(技术版),2013(9):41-44.

[2]路淮丰.智能变电站继电保护可靠性探析[J].通讯世界,2014(24):76-77.

[3]张向文.智能变电站继电保护系统问题探讨[J].科技传播,2013(22):81.

[4]关于智能变电站继电保护系统可靠性的探讨[J].高保泰.科技展望.2016(24)

作者简介:

张衍惠(1969.9),女,安徽省萧县人,中国石油大学(华东)电气工程及自动化;单位:中国石化齐鲁分公司

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