基于信息一體化的智能化繼電保護(hù)分析

唐玉嬌

國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司麻城市供電公司

目前，伴隨著通信和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，帶動(dòng)著繼電保護(hù)也趨于智能化和網(wǎng)絡(luò)化，以求做到保護(hù)、數(shù)據(jù)通信、控制和測(cè)量融為一體，從信息一體化方面來(lái)考慮各種配置，這也將是電力系統(tǒng)的核心部分。

1、分析繼電保護(hù)中存在的弊端

1.1 由于上下級(jí)的保護(hù)整定不易配合，不能確保后備保護(hù)

現(xiàn)在，在我國(guó)的繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中其主要保護(hù)是對(duì)電流差動(dòng)和方向比較進(jìn)行保護(hù)，此種方法有著較好的流動(dòng)性和選擇性，可是卻不能夠給設(shè)備外部故障提供后備保障。由于本地測(cè)量數(shù)據(jù)是繼電保護(hù)執(zhí)行的根本依據(jù)，所以此種系統(tǒng)只可以保護(hù)本地設(shè)備，如果設(shè)備以外出現(xiàn)問(wèn)題，就不能進(jìn)行動(dòng)作保護(hù)，此外假如運(yùn)行方式有了改變，繼電保護(hù)也不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，保護(hù)裝置間不能夠達(dá)到互相配合，另外對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行方式有所改變也不能夠進(jìn)行正確的反應(yīng)。

1.2 繼電系統(tǒng)整定計(jì)算在管理模式和業(yè)務(wù)水平上有很大差異

現(xiàn)在我國(guó)變電站在不斷的改造和升級(jí)，規(guī)模也比以前大了很多，當(dāng)前所用的整定計(jì)算軟件是單機(jī)版的，不能夠滿足繼電系統(tǒng)整定的擴(kuò)展性和通用性，此外，在不同地區(qū)，繼電保護(hù)的管理定值也大不一樣，就造成了不同區(qū)域的業(yè)務(wù)水平和管理模式存在差別，在維護(hù)定值模板的時(shí)候，造成工作量很大，所以不能做到統(tǒng)一控制全部流程。

2、分析繼電保護(hù)的整定計(jì)算系統(tǒng)

2.1 設(shè)計(jì)思想

整定計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想分為兩部分：其一是由于信息一體化在建模之時(shí)是主要依據(jù)圖形生成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和模型設(shè)備，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形間是存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的，達(dá)到了數(shù)據(jù)維護(hù)的分區(qū)、分層和可視化；其二做到了與系統(tǒng)其他部分的共享和數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)信息一體化之后，能夠使調(diào)度專業(yè)和整定計(jì)算更加密切。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

此結(jié)構(gòu)不僅有整定計(jì)算、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)及故障計(jì)算等模塊，還有仿真校驗(yàn)和建模等模塊。

首先是數(shù)據(jù)層，選擇這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以使繼電保護(hù)信息一體化得到實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)可以把全部有關(guān)的信息匯集到圖紙上，另外還可以依照?qǐng)D形生成所需的拓?fù)淠Ｐ?。為了防止信息一體化圖形由于規(guī)模過(guò)大，不容易維護(hù)，可以采用分區(qū)分層處理方法，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的分級(jí)用戶故障計(jì)算系統(tǒng)，在對(duì)變電站系統(tǒng)的故障進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，主要體現(xiàn)在三方面：其一是故障的計(jì)算，分析電氣量、故障設(shè)置、方式設(shè)置和結(jié)果查詢等是這部分的主要內(nèi)容；其二是等值的計(jì)算，多點(diǎn)等值及母線等值阻抗等是這部分的主要內(nèi)容；其三是整定參數(shù)，此部分的計(jì)算主要是分支系數(shù)和支路電流最值，系統(tǒng)給繼電保護(hù)的事故分析、整定計(jì)算與仿真方面提供了方便。另外，系統(tǒng)的整定參數(shù)計(jì)算主要包括兩方面的內(nèi)容：一是整定面向保護(hù)裝置，二是整定面向保護(hù)原理。關(guān)于設(shè)備管理就是繼電保護(hù)系統(tǒng)在進(jìn)行整定期計(jì)算的時(shí)候，會(huì)涉及到各種相關(guān)的數(shù)據(jù)，主要有輸出、輸入和中間數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行合理有效的管理，則可以確保定值單的管理、維護(hù)保護(hù)裝置型號(hào)庫(kù)和自動(dòng)生成的實(shí)現(xiàn)。

3、分析信息一體化的繼電保護(hù)方案

3.1 分析設(shè)計(jì)思想

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)故障信息的獲得，突破了由點(diǎn)至線的發(fā)展，伴隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的加深，給繼電保護(hù)增添了新的內(nèi)容，不但要保障自身的保護(hù)性能，也做到了與同區(qū)域其它部分信息的共享和傳輸，也就是廣域繼電保護(hù)。如果要使一體化繼電保護(hù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，就需要集成和優(yōu)化組合變電站內(nèi)的控制、保護(hù)和監(jiān)視等功能，來(lái)保障繼電保護(hù)信息的一體化和集成化。一體化系統(tǒng)可以對(duì)各類信息及時(shí)的進(jìn)行處理和判斷，不僅能夠保證變電站的安全運(yùn)作，也讓整個(gè)電力系統(tǒng)和變電站的智能化和現(xiàn)代化水平得到了提升。廣域繼電保護(hù)要依照變電站系統(tǒng)提供的信息，對(duì)發(fā)生的事故進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的切除，而且系統(tǒng)可以對(duì)造成變電站系統(tǒng)的各種不利因素進(jìn)行故障分析，自動(dòng)采取對(duì)應(yīng)的措施。由于信息一體化繼電保護(hù)不會(huì)對(duì)變電站保護(hù)造成傷害，可以做到后備保護(hù)和快速保護(hù)且分別集成，對(duì)后備保護(hù)進(jìn)行補(bǔ)償，可以做到電網(wǎng)控制與保護(hù)的一體化。

3.2 保護(hù)方案的特點(diǎn)及其構(gòu)造

信息一體化的廣域繼電保護(hù)方案如下圖所示：

從此圖中可以看出廣域繼電保護(hù)中的保護(hù)A和保護(hù)B是單獨(dú)的保護(hù)系統(tǒng)，可以對(duì)變電站中所有電子設(shè)備后備系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，如本站線路及電子設(shè)備的后備保護(hù)、變壓器、低壓及錄波、安全設(shè)備內(nèi)的低頻、大電流保護(hù)的判斷等，還做到了共享和交換變電站中內(nèi)的保護(hù)主站和其它信息，為了增強(qiáng)整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過(guò)“三取二”方案，對(duì)變電站電網(wǎng)做到合理控制和保護(hù)。

智能化繼電保護(hù)方案有著以下特點(diǎn)：其一這種繼電保護(hù)使傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)中的元件與保護(hù)設(shè)備間的共享和傳輸問(wèn)題得到了解決，充分利用開(kāi)關(guān)量、電流和電壓等信息來(lái)對(duì)不同模式的運(yùn)行情況進(jìn)行識(shí)別，如果出現(xiàn)故障可以準(zhǔn)確、快速的定位，在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行選擇，做到了對(duì)變電站的電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，不僅使變電站系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性得到了提高，也使全部保護(hù)性能互相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了變電站網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)控制；其二這種繼電保護(hù)方案從局域點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)得到其它信息，合理的對(duì)信息進(jìn)行應(yīng)用，使繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、靈活性和選擇性得到了大大提高，一體化信息的智能化繼電保護(hù)使電網(wǎng)運(yùn)行的自適應(yīng)模式得到了實(shí)現(xiàn)，如果出現(xiàn)事故，可以快速找準(zhǔn)位置且進(jìn)行切除，尤其是可以降低變壓器低壓側(cè)因?yàn)楫a(chǎn)生事故而導(dǎo)致的變壓器燒毀現(xiàn)象；其三這種方案使繼電保護(hù)系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化得到了實(shí)現(xiàn)，通過(guò)信息一體化，有效的對(duì)站點(diǎn)的各種功能進(jìn)行集成，如測(cè)量、監(jiān)控和錄波等，可以把變電站中的開(kāi)關(guān)量和電氣量信息直接傳送給站內(nèi)進(jìn)行保護(hù)，也可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送跳閘命令，使變電站的有效性、快速保護(hù)得到了實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，電力系統(tǒng)的發(fā)展方向必定會(huì)朝著智能化方向前行，在智能變電站中智能電力網(wǎng)架是非常關(guān)鍵的部分，對(duì)變電站起著支撐作用。智能變電站發(fā)展的基礎(chǔ)是智能繼電保護(hù)配置，目前我國(guó)電網(wǎng)已經(jīng)有了許多智能變電站。本文通過(guò)分析信息一體化的智能化繼電保護(hù)，并提出了繼電保護(hù)的保護(hù)方案和計(jì)算系統(tǒng)，來(lái)增強(qiáng)智能變電站的可靠性和安全性。

[1]周朋，研究數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)方案[J]；電氣自動(dòng)化，2016(4)：12-15

[2]王春蕾，分析數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)[J]；電力發(fā)展，2015(7)：60-62