智能電站就地化保護的配置方案

1、隨著我國智能化電站的進一步推廣，常規(guī)電站已逐步退出歷史舞臺。智能電站較之常規(guī)電站具有數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用價值高的優(yōu)點，但同時由于增加了智能終端及合并單元，也使得保護時間相對延長。目前大部分智能終端安置于室外的就地匯控柜，因此易受電磁干擾，引發(fā)各種故障。文章建設(shè)性地提出了取消智能終端及合并單元等中間環(huán)節(jié)，將保護裝置就地化，采用多間隔式配置方案，有效地縮短了就地保護動作時間，提高了系統(tǒng)的可靠性?！娟P(guān)鍵詞】智能電站就地化保護配置方案所謂智能化電站是以電子式互感器以及智能化開關(guān)控制系統(tǒng)做為一次設(shè)備，而以網(wǎng)絡(luò)化為二次設(shè)備來共同組成的現(xiàn)代化變電站，其中網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備又分設(shè)過程層、間隔層、站控層，整個電站以IEC61

2、850 為標準和通信規(guī)范，可以實現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作。智能化電站與常規(guī)電站相比具有資源共享、信息集合等優(yōu)勢，但也存在著一系列急需解決的問題。由于智能電站大量采用合并單元以及智能終端，增加了中間環(huán)節(jié)，延長了系統(tǒng)發(fā)出就地保護指令的時間，同時戶外的就地匯控柜也難以抗電磁干擾，易造成故障頻發(fā)。因此采取適當(dāng)?shù)木偷乇Ｗo方案才能使電網(wǎng)安全運行。下面就智能化電站就地化保護配置方案中幾個主要的 部分進行一一闡述：1 線路的保護方案電站的線路往往具有功率大，傳輸距離長的特點，因此其安全保護就顯得尤為重要，一旦保護措施不得力，引發(fā)跳閘事故，其造成的經(jīng)濟損失是不可估量的。為增加可靠性，智能電站的線

3、路保護裝置往往采用多套不同廠家的線路保護裝備，同時用過電流元件及電壓元件來保護后備電流、電壓。智能電站實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時也帶來了安全隱患，那就是過于依賴網(wǎng)絡(luò)。為規(guī)避風(fēng)險，可以將保護線路設(shè)計成相對于主線路獨立存在，線路的CT、 PT 以及回路均直接與就地保護相連。這樣即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題也不影響就地保護功能的正常運轉(zhuǎn)，成功地規(guī)避了網(wǎng)絡(luò)的影響。同時還可以通過過程層交換機中的SV 報文進行故障錄波及分析。2 變壓器的保護方案變壓器是整個系統(tǒng)中最為昂貴的元件，其隨著電壓的升與降往往存在著一系列的風(fēng)險。為了更可靠地保護其安全，往往在變壓器的高、中、低三側(cè)分別設(shè)置多間隔保護。由于集中式的保護不能就地化，因此采

4、用分布式保護方案，當(dāng)子機數(shù)量大于4 個時其網(wǎng)絡(luò)連接方式以環(huán)形網(wǎng)絡(luò)為最佳。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分布式又可分為有主機和無主機兩種。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)順序?qū)㈦p連接點首尾相連形成環(huán)形。其中以 HSR 為并行冗余技術(shù)中的典型應(yīng)用。在有主分布式中采用主變本體子機做為保護主機。各子機采集其對應(yīng)側(cè)的術(shù)本數(shù)據(jù)，同時上傳并轉(zhuǎn)發(fā)合并的模擬量及狀態(tài)信息，由前述的主變本子機完成保護功能。而無主分布式則將每個子機均視為獨立的主機保護使用， 在接入站控層及過程層后，啟動保護時只跳本側(cè)開關(guān)。對于無主分布式有一個缺陷之處就是在變壓器產(chǎn)生故障時差動保護同時產(chǎn)生并上傳到站控層，增加了后期維護的難度。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于開發(fā)階段，其技術(shù)不完善，但其

5、網(wǎng)絡(luò)可靠性高，尤其是有主式分布較經(jīng)濟、易用，因此具有良好的發(fā)展前景。3 母線的保護方案母線保護是快速切斷故障，保障系統(tǒng)穩(wěn)定的裝置，是靠變壓器后備保護來完成的。母線一旦短路，則會造成開關(guān)設(shè)備的失靈，且故障持續(xù)時間較長，經(jīng)濟損失大，因此其保護方案不容忽視。母線的保護是通過電流差動，將母線上所有元件的二次電流接到差動回路。其保護裝置安設(shè)兩套于每一個合并單元以及智能終端。母線保護與其他保護之間的聯(lián)動閉鎖信號采用GOOSE 網(wǎng)傳輸。4 故障錄波保護方案所謂故障錄波裝置是可以自動記錄電力系統(tǒng)事故或振蕩的發(fā)生、演變以及恢復(fù)全過程的重要設(shè)備。它對保證電力系統(tǒng)安全運行及提高電能質(zhì)量方面均起著非常重要的作用，是當(dāng)

6、今電力系統(tǒng)自動化控制與管理系統(tǒng)的重要組成部分。故障錄波器安裝于主變上，當(dāng)SV 或 GOOSE 接入量較多時單個網(wǎng)絡(luò)可配置多臺裝置。存在故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)報文記錄時分析裝置跨接不同電壓等級問題時，應(yīng)采用獨立的數(shù)據(jù)接口控制器。故障路波裝置一方面接收來自過程層交換機的SV報文，另一方面接收來自站控層交換機的GOOSE 報文。綜合故障診斷及路波裝置可對包括瞬時性故障在內(nèi)的零序電壓升高的各類故障進行錄波，從而為后續(xù)的監(jiān)測做準備。該裝置能夠記錄10000 次以上的錄播數(shù)據(jù)，并且能夠方便的查詢并顯示錄波波形。能夠錄取故障發(fā)生前后500 個周波和故障消失前后50 個周波的波形數(shù)據(jù)。錄波數(shù)據(jù)通過后?_強大的分析

7、軟件，能夠快速便捷地分析錄波的數(shù)據(jù)。給現(xiàn)場技術(shù)工作人員提供數(shù)據(jù)，從而有效地對電網(wǎng)進行檢測和維修。5 就地化保護的前景展望在今后的電站建設(shè)中，我們應(yīng)當(dāng)著重注意以下幾點：首先是重視底層技術(shù)的研發(fā)。我國的電站一次設(shè)備智能化水平不高，因此應(yīng)注重基礎(chǔ)技術(shù)研究，為智能電站的全面發(fā)站提供有力支撐。其次注重電站的整體周期成本控制。國外的智能電站運行是商業(yè)化模式，因此更注重成本的降低，對此我國應(yīng)借鑒外國先進經(jīng)驗，將智能電站的壽命周期成本進一步降低，以利于全面推廣。再次注重智能變電站運行維護的便利性。我國的智能電站就地化保護目前處于試點階段，其原因之一就是技術(shù)含量高，對于電站維護的技術(shù)水平相對較高，因而使得很多小

8、型電站對其應(yīng)用望而卻步，；在此在今后的智能電站建設(shè)中應(yīng)著眼于其應(yīng)用的便利性，力爭使其運維更加的利于操作，這樣才能使得智能電站就地化保護得以全面推廣使用。最后應(yīng)注重并推動新技術(shù)帶來的運行和管理模式的轉(zhuǎn)變。將其建設(shè)所需的管理及技術(shù)進行全面改革，使得應(yīng)用標準、管理辦法均適用于智能電站就地化保護方案的實施。6 結(jié)語綜上所述，對于智能電站的保護設(shè)置宜采用就地化多間隔式配置方案，不僅可以提高系統(tǒng)的可靠性，同時使得保護指令執(zhí)行得更加得力、迅速，對于整個系統(tǒng)的安全性都是極大的改進，減少了故障，避免了經(jīng)濟損失。多間隔保護設(shè)置取消智能終端等中間環(huán)節(jié)，創(chuàng)新地提出了就地化保護思路，對于智能電站的安全性能是一種新的突破。希望通過本次討論，對于智能電站的保護方案上有所啟發(fā)，將我國智能電站的整體水平提高到新的層次，增加我國在國際電站建設(shè)項目中的份額。參考文獻1譚文恕.變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議IEC61850 介紹 J.電網(wǎng)技術(shù)，2001 ， 25（ 09） ： 8-15.2殷志良，劉萬順，楊奇遜等.基于IEC61850 標準的過程總線通信研究與實現(xiàn)J. 中國電機