智能变电站继电保护检测和调试技术浅析

智能变电站继电保护检测和调试技术浅析

国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林130000

摘要:智能变电站需要运用更加先进可靠的智能设备,并且需要通过信息数字化、通信平台网络化为基础,完成信息的采集、控制、检测等各项功能,考虑到所需支持电网实时自动化控制系统以及在线分析决策。智能变电站SCD文件是二次系统的组成之一,描述了变电站一次设备模型与电气拓扑结构之间的联系,IED中逻辑节点的映射,使SCD构成镜像系统成为可能。随着智能电网的推进,根据IEC61850标准的智能变电站自动化技术获得了很大的成功,智能变电站与传统变电站最大的不同就在于变电站配置文件(SCD)的引入,为基于模型的智能变电站提供了基础。

关键词:智能变电站;继电保护;检测;调试

1智能变电站的特征

智能变电站是计算机技术、智能算法以及信息技术等各种技术综合在一起得来的成果,国家对变电站的智能化建设大力支持,与以往的变电站继电保护系统相比可知,具有非常明显的特征。智能变电站所拥有智能化一次设备,综合传感器以及智能终端,能够更好的对信息实施具体的采集与处理,真正实现信息化数字技术,同时在原有技术的基础下增加智能控制功能,并与电子设备形成交互功能,对智能变电站的装置进行自我诊断,变电站中的智能化一次设备通常有互感器、断路器以及变压器等,这些设备都能够实现智能化功能。智能变电站如果按IEC61850的标准,能够分为三层结构形式,在目前的阶段中主要采用的是二次设备,在变电站中,对保护与测试装置所添加,从而实现一些特定的功能。为了能够进一步使系统的性能实现最佳,达成信息化集成,一定要运用高端的网络通讯功能,进而能达到二次设备网络化。在智能变电站中,结合一次设备与二次设备,通过硬件单元,使变电站的测量与保护实现,进而能达到信息的共享。

2IEC61850标准

2.1IEC61850的核心内容

随着数据交换标准化技术的发展,国际电工组织(IEC)结合智能电网系统的发展要求,引入了大量数字化建模的概念以及网络通信方法,随着变电站集成自动化IED模型的提出,使智能变电站系统的设备配置得到了实现,为完成变电站系统网络智能化的应用奠定了基础。IEC61850不仅仅是一种通信标准,更是一种能够规划变电站智能化的设计以及开发的准则,实现控制、检测以及继电保护等功能。与常规的通信标准体系相比,通过开发出一种实时的数据传输技术信息服务模型,使虚拟通讯功能得到了快速的发展。IEC61850标准的核心主要体现在自我描述的功能,利用变电站配合文件实现描述,定义抽象通信的服务接口,在通信技术方面能够达到独立的功能,并根据功能划分不同的节点,用逻辑设备表示抽象物理设备。

2.2IEC61850标准采用的机制

IEC61850标准主要采用采样值(SV)描述电流与电压,SV支持的传输方式是网络数据,因为在每一个以太网数据帧之前都有前导字节,并且在以太网数据帧之间还会插入其他字节,用IEC61850进行数据的分析,如果IED输出的采集数据采样率为256点/周波,频率为50Hz,则数据的流量为12.4Mbit/s,如果不是256点/周波,则报文中只含有1个采样点数据。采用IEC61850标准格式最大的优点就是能够自由配置通道的个数,但是数据帧的长度会在每个通道中增加两个字节,SV是一种时间驱动的通信方式,因为通信的原因容易造成报文的丢失或者是发送失败。

2.3GOOSE

GOOSE指的是面向通用对象的变电站事件机制,具有优先级控制功能,提供高效率实现IEC之间的直接通信,当事件发生后,GOOSE的间隔时间会连续发送2次信息,按照T=2N×s(N=0,1,2,3,…,s=1ms)的方式发送N遍并一直重复。

3IEC61850智能变电站继电保护检测

3.1通过合并单元进行检测

根据当前的智能变电站交流采样的模式,其能分为电子式互感器以及常规互感器两种,因为电子式互感器的技术还不太成熟,因此在智能变电站中,普遍采取的是模拟式合并单元。合并单元的关键功能就是解码电子式互感器传输的数据,并发送给监控保护装置。合并单元自动检测功能能够对装置中的硬件以及错误通讯自行判断,当发生电源的中断、异常时能够发出报警信号,并在采样异常的情况下将参数设置成00000001,如果保护装置收到合并单元的数据后出现报警信号,依据合并单元提供的数据加以运算,避免A/D采样环节的过程中出现异常,结合实际情况进行分析,合并单元本身的自动检测功能还不太完善,存在数据同时出现异常,自动检测仍然能够通过的现象,出现这种情况后就需要判断数据的有效性。

3.2通过等比差的方式进行检测

通过冗余通道对比检测,合并单元输送保护装置电气量,通过互相比较可以判断出部分的异常,比如三相电流和零序电流之间的联系。

3.3模型匹配自动检测

以往的变电站继电保护装置,其所采用的安全方式是短接电流的回路,断开交流电压与回路压板,并运用专用继电保护测试仪器实施测试,通过人工的方式进行测试。而智能变电站继电保护的测试分为合并单元、保护装置以及智能终端,前两项主要运用测试仪加报文组成,保护装置的测试主要通过以往的模拟量输出仪器进行。相比传统的继电保护测试,智能变电站继电保护在测试的过程中也会发生一些问题,比如测试的设备在人员方面的要求非常高,很多与运行有关的参数需要通过人工完成;工作量较大,保护装置在各种逻辑测试上需要进行重新设置时,测试的工作量大,容易出现漏测的问题,在没有智能终端测试的情况下需要人工来对GOOSE报文的正确性加以判断。

4智能变电站继电保护调试技术

4.1定值检验

首先检查压板的配置信息,除了检查远方操作的压板以及硬压板外,其他的压板需要运用软压板,投入检修压板后,需要监视GOOSE报文以及装置面板的显示,通过装置参数以及文件,保护上送带的位置信息,当面板的指示灯或者界面有明显的数据显示时,在检修压板时下装并采用闭锁保护,然后退出检修压板,对GOOSE报文以及装置面板的提示信息进行监视,进行装置参数以及其他相关的操作,如果面板的指示灯以及界面恢复正常,参数和配置文件不能进行安装。

对GOOSE出口软压板进行检验,需要投入出口软压板,并保护元件配置和动作,对正确的GOOSE报文进行监视;退出出口软压板,保护元件,监视GOOSE报文,当对正确的没有跳闸的GOOSE报文监视到时,需要对压板的状态监视,看其是否正确。

4.2精度检验

对装置SV报文接收的性能进行检测,模拟SV报文的SVID、APPID等参数的变化,对保护装置的功能进行正确显示,根据接受到的报文以及采样值的配置信息判断报文配置的一致性,并发出相应的报警信号;模拟SV报文的时间变化,保护装置并监视采样值,当超出保护装置的范围或,报警并关闭保护功能;模拟SV报文对应中Validity字段的变化,接收的一方需要争取识别并做出正确的反应。模拟合并信号与装置之间的信号,当通信中断后,保护装置需要根据相应的信号做出反应,并发出警告信号,当通信恢复之后,对装置信号进行保护并自动返回,使保护功能能够恢复正常。

5结束语

基于IEC61850标准的继电保护测试方法,将合并单元的检测能力提升,实现了自动化测试,解决了人工干预以及实验结果错误等问题,提高了检修的水平以及工作效率,进一步提升了智能变电站继电保护的检测能力。

参考文献

[1]尹雁和.智能变电站继电保护检测与调试方法研究[J].中国新技术新产品,2014,(19):35-36.

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