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摘要:智能变电站以信息数字化和通信网络化为基本的标准,包括网络的归一化和设备的集成化,以此自动的完成对信息的测量、控制到检测等功能,集中式保护装置正适应这点要求,对变电站实行自动监控、自动调节和在线的分析决策。本文主要介绍了智能变电站集中式保护装置的结构,并对二次设备状态监测技术和集中式数字化保护进行分析研究。
关键字:集中保护装置;二次设备;状态检测
对二次设备进行进行检修是变电站自动化技术发展的必然,同时也将有利于实现对设备的运行、缺陷故障等信息实现共享和更有效地管理,并为设备的运行提供可靠的信息基础,从而为电网的可靠运行提供保障。
一、智能变电站系统构成
智能变电站是采用先进的数字化和网络化技术,对变电站进行自动的监控、测量和控制等功能,以此实现对变电站的实时控制、智能调节以及在线分析等功能。变电站系统可以分为占控层、间隔层和过程层。不同站级之间的信息交互可全部通过光缆进行。其系统的结构可用如图1表示。
二、集中式数字化保护
1.整体构架
集中式的数字化保护采用的是IEC61850标准,基于软硬件平台和过程总线,将变电站中的多个IED集中在一个IED上来完成,以此来实现需按照间隔的多台的IED功能。原来的IED则被抽象为一个在逻辑上可以实现的单元上,简称为LD,每个LD则相对的保持独立。其整体的架构如图2所示。
图2 新型集成一体化lED架构及应用
2.高压线路集成一体化的保护的应用分析
系统通过每台保护测控装置形成若干条相互独立、互不影响的保护测控功能。因此,采用一体化的保护装置,可大量的节约场地面积、装置等,从而形成有效的保护。其基于高压线的保护装置如图3所示。
图3 高压线线路集成一体化装置
三、能变电站的二次设备状态监测
智能变电站借助计算机技术,具有强大的自身自检的能力,从而为期状态的修复提供了可靠的技术保证。而智能变电站中的二次电流以及二次电压的输入的方式与常规的电站相比,具有明显的不同。而智能变电站通常采用光纤并以太网传输的方式进行数字的采样值报文的输入。保护动作的出口不再是通过跳闸等,而是通过太网传输的的GOOSE开关进行控制。因此,对二次设备的检测与对一次设备的检测不同,对一次设备的检测往往需要附加另外的检测设备,而对二次设备的检查因为其自身具备在线测试和检测的功能,同时其还具备通信功能。因此,对二次设备的监控一般不采用另外额外的检测设备。通过该装置可实现对变电站的实时在线检测。因此,要加强对二次设备的检测,就提高设备的智能化和自动化。
1.分布式数字化保护装置的状态监测
在变电站中,我们采用IEC61850标准,为我们的数字化的变电站提供而来可靠的通信框架,同时由于我们在其中采用了电子互感器,可以将一次的模拟信号转变为数字的信号,并将符合IEC61850标准的数字信号传递给保护装置,而起处理的方式也不再是通过跳闸的方式,而是通过太网传输的光纤信息进行直接的传递,从而使得次标准在实现上变得更加的容易。
而随着智能变电的发展,现阶段的继电保护装置主要检测的对象为:
(1)对装置电压、电流等的SV通道方面状态的监测;
(2)对通信和遥控的太网通道状态检测;
(3)直流逆变电源状态;
(4)装置自身的检测,如RAM运行是否正常;装置自身重启的次数、扇区的健康情况等的监测。
分布式保护装置实现了单台的IED功能,并将间隔作为单位,在不同的间隔配置配备这独立的继电保护装置,而对重要的间隔则按照双重化的配置,如在主变间隔、母线间隔之间。
而我们说数字化保护中的状态检测更容易能够实现,是因为有电子式的互感器的应用,在进入保护装置之后,直接通过光数字信号,而不是二次电流或者是电压等,对数字采样的监视则变得更加容易。同时装置本身则可以对外接受SMV的采样值报文,如果中间有任何的中断,如丢数据帧、接收中断等,则将立即告警SMV。
同时,智能开关在变电站的使用,使得对二次控制系统中的操作回路的控制变得简单,并可以通过简单的软件编程的方式进行,在加上其本身具备在线检测的功能,对操作回路的检测将变得更加容易。
保护的投退运用软压板来进行控制,与常规电站相比,不存在连接片的状态出现检测难的情况。
在变电站中,大量的光缆代替了以往的铜缆,不再需要对回路出现的绝缘进行监测。
强大的太网通信,使得继电保护的设备的状态的检修变得更加的灵活和可靠。
2.集中式数字化保护装置的状态监测
集中式的保护装置可实现多台的lED功能。而为了增强其方便性,通常采用双套的保护装置。与分布式的保护装置相比,集中式的应用大大的降低了变电站检测的对象,同时也使得整个的检查系统变得越来越简单。
以上面的图3作为案例分析,对系线路3进行的SV和GOOSE通道的检测,因为采用了双套的保护装置,因此可以采用最简单的比较法,当在其相同的间隔的采样值进行比较,当其比值超过变电站设定的报警比例时候,则会发出相关的报警信号,同时认定两条中的SV中的一条出现问题;同时比较两台装置在同一个LD的太网信息,因为GOOSE的反应时断路器以及刀闸的文职,而同一时刻的断路器的位置是一定的,因此比较法同样适用于GOOSE通道的监视。
在该系统中间,不仅通过双套的保护系统可以实现装置自身的检测的便利,同时可以利用集中式的保护将原来的分布式的装置抽象为一个个的LD,因此,原来的不同的监视及自检功能都集中到了一台IED中,这样就给系统大大减少了检测的对象,并方便维修人员进行维修,并减少了维修人员的工作量。如在电力系统中,对于间隔的配置进行的保护,通过优化后的集中式的保护装置则变得更为紧凑,电源的数量也变得大大的减少,从而为检测带来了很大的方便。
四、结束语
对着电网的发展,输电线路的增多,对继电保护的需求也越来越多。其中需要检测的数据量、通信通道量以及节点的数量也在不断的增加,因此,智能变电技术是未来发展的趋势,特别器发展将为二次状态的检测有效的解决这样的问题。
参考文献:
[1]国家电网公司. 智能变电站技术导则S. 北京 出版者不详2009.
[2] 易永辉曹一家张金江等. 基于IEC61850标准的新型集中式IED [J] . 电力系统自动化2008 32 12 3640.
[3]YI Yonghui, CAO Yijia, ZHANG Jinjiang etal. A new centralized intelligent electrical device based on IEC61850 J Automation of Electric Power Systems 2008 32 12 3640.
[4] 16 祝贺徐建源张明理等. 风力发电技术发展现状及关键问题[J] . 华东电力2009 37 (2): 314-316.
[5]ZHU He ,XU Jianyuan , ZHANG Mingli etal. Status quo and key issues of wind power technology development J East China Electric Power2009 37 (2): 314-316.
关键字:集中保护装置;二次设备;状态检测
对二次设备进行进行检修是变电站自动化技术发展的必然,同时也将有利于实现对设备的运行、缺陷故障等信息实现共享和更有效地管理,并为设备的运行提供可靠的信息基础,从而为电网的可靠运行提供保障。
一、智能变电站系统构成
智能变电站是采用先进的数字化和网络化技术,对变电站进行自动的监控、测量和控制等功能,以此实现对变电站的实时控制、智能调节以及在线分析等功能。变电站系统可以分为占控层、间隔层和过程层。不同站级之间的信息交互可全部通过光缆进行。其系统的结构可用如图1表示。
二、集中式数字化保护
1.整体构架
集中式的数字化保护采用的是IEC61850标准,基于软硬件平台和过程总线,将变电站中的多个IED集中在一个IED上来完成,以此来实现需按照间隔的多台的IED功能。原来的IED则被抽象为一个在逻辑上可以实现的单元上,简称为LD,每个LD则相对的保持独立。其整体的架构如图2所示。
图2 新型集成一体化lED架构及应用
2.高压线路集成一体化的保护的应用分析
系统通过每台保护测控装置形成若干条相互独立、互不影响的保护测控功能。因此,采用一体化的保护装置,可大量的节约场地面积、装置等,从而形成有效的保护。其基于高压线的保护装置如图3所示。
图3 高压线线路集成一体化装置
三、能变电站的二次设备状态监测
智能变电站借助计算机技术,具有强大的自身自检的能力,从而为期状态的修复提供了可靠的技术保证。而智能变电站中的二次电流以及二次电压的输入的方式与常规的电站相比,具有明显的不同。而智能变电站通常采用光纤并以太网传输的方式进行数字的采样值报文的输入。保护动作的出口不再是通过跳闸等,而是通过太网传输的的GOOSE开关进行控制。因此,对二次设备的检测与对一次设备的检测不同,对一次设备的检测往往需要附加另外的检测设备,而对二次设备的检查因为其自身具备在线测试和检测的功能,同时其还具备通信功能。因此,对二次设备的监控一般不采用另外额外的检测设备。通过该装置可实现对变电站的实时在线检测。因此,要加强对二次设备的检测,就提高设备的智能化和自动化。
1.分布式数字化保护装置的状态监测
在变电站中,我们采用IEC61850标准,为我们的数字化的变电站提供而来可靠的通信框架,同时由于我们在其中采用了电子互感器,可以将一次的模拟信号转变为数字的信号,并将符合IEC61850标准的数字信号传递给保护装置,而起处理的方式也不再是通过跳闸的方式,而是通过太网传输的光纤信息进行直接的传递,从而使得次标准在实现上变得更加的容易。
而随着智能变电的发展,现阶段的继电保护装置主要检测的对象为:
(1)对装置电压、电流等的SV通道方面状态的监测;
(2)对通信和遥控的太网通道状态检测;
(3)直流逆变电源状态;
(4)装置自身的检测,如RAM运行是否正常;装置自身重启的次数、扇区的健康情况等的监测。
分布式保护装置实现了单台的IED功能,并将间隔作为单位,在不同的间隔配置配备这独立的继电保护装置,而对重要的间隔则按照双重化的配置,如在主变间隔、母线间隔之间。
而我们说数字化保护中的状态检测更容易能够实现,是因为有电子式的互感器的应用,在进入保护装置之后,直接通过光数字信号,而不是二次电流或者是电压等,对数字采样的监视则变得更加容易。同时装置本身则可以对外接受SMV的采样值报文,如果中间有任何的中断,如丢数据帧、接收中断等,则将立即告警SMV。
同时,智能开关在变电站的使用,使得对二次控制系统中的操作回路的控制变得简单,并可以通过简单的软件编程的方式进行,在加上其本身具备在线检测的功能,对操作回路的检测将变得更加容易。
保护的投退运用软压板来进行控制,与常规电站相比,不存在连接片的状态出现检测难的情况。
在变电站中,大量的光缆代替了以往的铜缆,不再需要对回路出现的绝缘进行监测。
强大的太网通信,使得继电保护的设备的状态的检修变得更加的灵活和可靠。
2.集中式数字化保护装置的状态监测
集中式的保护装置可实现多台的lED功能。而为了增强其方便性,通常采用双套的保护装置。与分布式的保护装置相比,集中式的应用大大的降低了变电站检测的对象,同时也使得整个的检查系统变得越来越简单。
以上面的图3作为案例分析,对系线路3进行的SV和GOOSE通道的检测,因为采用了双套的保护装置,因此可以采用最简单的比较法,当在其相同的间隔的采样值进行比较,当其比值超过变电站设定的报警比例时候,则会发出相关的报警信号,同时认定两条中的SV中的一条出现问题;同时比较两台装置在同一个LD的太网信息,因为GOOSE的反应时断路器以及刀闸的文职,而同一时刻的断路器的位置是一定的,因此比较法同样适用于GOOSE通道的监视。
在该系统中间,不仅通过双套的保护系统可以实现装置自身的检测的便利,同时可以利用集中式的保护将原来的分布式的装置抽象为一个个的LD,因此,原来的不同的监视及自检功能都集中到了一台IED中,这样就给系统大大减少了检测的对象,并方便维修人员进行维修,并减少了维修人员的工作量。如在电力系统中,对于间隔的配置进行的保护,通过优化后的集中式的保护装置则变得更为紧凑,电源的数量也变得大大的减少,从而为检测带来了很大的方便。
四、结束语
对着电网的发展,输电线路的增多,对继电保护的需求也越来越多。其中需要检测的数据量、通信通道量以及节点的数量也在不断的增加,因此,智能变电技术是未来发展的趋势,特别器发展将为二次状态的检测有效的解决这样的问题。
参考文献:
[1]国家电网公司. 智能变电站技术导则S. 北京 出版者不详2009.
[2] 易永辉曹一家张金江等. 基于IEC61850标准的新型集中式IED [J] . 电力系统自动化2008 32 12 3640.
[3]YI Yonghui, CAO Yijia, ZHANG Jinjiang etal. A new centralized intelligent electrical device based on IEC61850 J Automation of Electric Power Systems 2008 32 12 3640.
[4] 16 祝贺徐建源张明理等. 风力发电技术发展现状及关键问题[J] . 华东电力2009 37 (2): 314-316.
[5]ZHU He ,XU Jianyuan , ZHANG Mingli etal. Status quo and key issues of wind power technology development J East China Electric Power2009 37 (2): 314-316.