智能化变电站继电保护配置特点及运维管理分析

2014-09-02陈其凤崔建喜

机电信息 2014年24期

关键词：控层定值继电保护

陈其凤崔建喜

(1.青海省电力公司海南供电公司，青海海南州 813000；2.青海省电力公司，青海西宁 810008)

智能化变电站继电保护配置特点及运维管理分析

陈其凤1崔建喜2

(1.青海省电力公司海南供电公司，青海海南州 813000；2.青海省电力公司，青海西宁 810008)

对智能化变电站中应用的继电保护装置的配置特点加以介绍，并给出其运维管理方法，以实现智能化变电站继电保护系统的高效、稳定工作。

智能化变电站；继电保护；配置；管理

0 引言

随着电网结构的不断升级，以及现代自动化技术的日渐成熟，智能化变电站在电网中的应用越来越广泛，并逐渐成为电网正常运行的核心部分。在智能化变电站中，继电保护装置是尤为重要的部分，其直接影响到电网的安全、可靠运行。为更好地提升智能化变电站运行的安全、高效性，需对系统中所采用的智能化电子元器件，特别是继电保护装置加以剖析，使之以更高的智能化水平服务于变电站系统。

1 智能化变电站的系统架构

传统变电站系统中的保护、测控等装置与互感器、一次设备间的连接依赖于二次电缆，而智能化变电站则打破了这种模式，其实行“两网三层”的架构，即由智能化的一次设备(如电子式互感器、智控开关等)与网络化的二次设备在过程层、间隔层及站控层的分层作用下搭建整个系统架构，并在遵循统一的通信标准即IEC61850的前提下，完成变电站中各智能化设备间的数据通信及信息共享，从而实现智能化控制操作，如图1所示。

图1 智能化变电站系统架构

1.1 过程层

智能化变电站的过程层基本上是由智能化一次设备及组件组成的智能化终端、合并单元以及与其他层通信的接口单元组成。过程层主要实现继电保护的迅速跳闸动作，其通过监控装置等实时获取电网中各运行参数如电压、电流值及其相位变化等信息，并在交换机的作用下将数据信息在通信网络中传输；此外，在对变电站中各设备的工作状态进行检测后，根据其参数信息判断是否执行控制操作，如对电源的充电或放电控制。

1.2 间隔层

间隔层处于过程层与站控层中间，其主要包括继电保护设备、测控用设备以及录波设备等，实现对设备的实时保护及动作控制等功能。间隔层具备对操作优先级的选择控制功能，可实现与站控层及过程层的双向通信，其通信方式通常选择光纤通信。

1.3 站控层

站控层主要是由工作机组、站域中的控制模块、通信装置等组成，其作为继电保护的最高功能层，可实现对整个变电站各设备运行参数的整合及汇总，并将其存储在数据库中以作备用，同时将其输出至中央监控中心，以便作出正确判断，将相应的控制指令下达给间隔层以及过程层，实现对各层中智能化设备的控制；另外，站控层还可在预定的整定算法下，对变电站中各种突发情况采取应用预设定值的处理方案，将设备切换至按预定定值进行工作，从而保护设备的正常运行。

2 智能化变电站继电保护配置特点

变电站由传统模式向现代智能化发展的过程中，继电保护也由传统的模拟式向数字保护过渡。智能化变电站中采用网络层次化与智能化一次设备相配合的模式，实现了设备间的交互通信及资源共享。如图2所示，分层配置的继电保护对变压器及其附属线路等的保护可在过程层实现，其可跳过交换机直接取得MU智能操作的信息资源；而间隔层中多为母线保护配置，其获取各设备的信息参数等需在交换机的辅助下完成；站控层的站域保护管理则可在后台运行。

图2 智能化变电站继电保护配置

2.1 主设备保护可脱机进行

在智能化变电站的分层配置设计中，对于系统中的核心设备如供电线路、变压器等的保护，可省去利用交换机读取间隔信息，直接与MU智能化操作设备进行信息交互，即实现了脱机工作。这种信息交互方式即使遇到网络堵塞等突发情况，也不会影响通信的正常进行，因而可实现对主要设备的实时监控及保护，同时消除人们对通信网络存在安全漏洞的顾虑。

2.2 提高变电站的运行效率

智能化变电站继电保护使用后台控制对整个变电站设备的运行操作进行命令决策，而变电站系统中的线路负荷保护、备用电源切换及线路重合闸等也可以该方式实现统一监控及动态保护。变电站系统可根据后备保护重新进行整合，即合理配置原有散乱分布的需重复保护的设备，从而简化变电站的监控系统，提高变电站工作效率。

2.3 自适应调整继电保护的定值及其范围

智能化变电站继电保护可自适应调整保护定值及其范围，防止变电站系统因直流接地造成继电保护误动作等。在传统的继电保护模式中，保护定值是由设备负责人员设定在某个范围内，而智能化变电站除可由人为调整外，还可根据现场运行状态并兼顾对母线及其他线路的保护而对保护定值进行自适应调整。

3 智能化变电站继电保护的运维管理

随着智能化变电站逐渐取代传统变电站投入使用，其运维管理工作也相应地需加以调整，尤其是在继电保护方面。在智能化变电站中，继电保护的二次系统以数字化、网络化的结构构建控制体系代替传统的模拟控制方式，同时更多地应用智能化终端、控制决策系统，因而其继电保护的管理需重新进行规划。

3.1 调整技术管理内容

在传统的继电保护维护工作中，工作人员主要对变电站的二次系统等进行维护管理，因其使用的是模拟式电路，因而维护工作主要围绕各交流回路的断、短路及其他故障的排查来开展。然而，在智能化变电站中使用的是网络数字化控制模式，继电保护的运行管理内容转变为变电站系统的通信网络正常与否。

3.2 提高工作人员专业技术水平

因智能化变电站系统是基于网络连接的，设备间的通信是在遵循IEC61850协议的基础上以数字传输方式开展的，因而对继电保护设备管理人员而言，其不仅需熟知通用型继电保护装置，还需了解与通信相关的数字电路、计算机通信、自动化控制技术及通信协议等知识，进而提高其对智能化设备的运维管理水平，保障继电保护性能的正常发挥。

3.3 转变继电保护思路

由于智能化电网的推广使用及普及，工作人员需及时改变对继电保护的认识并转变管理思路；此外，由于新型技术的革新可能使之前的管理模式无法继续沿用，因而设备负责人员需充分做好思想准备，以在新型管理模式下顺利开展对设备的运维监督。