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摘要:本文論述10KV線路繼電保護常用方案及整定計算,經(jīng)多年運行考驗,選擇性好、動作準確無誤,保證了供電可靠性。
關鍵詞:繼電保護 選擇性 可靠性 10KV線路
本人在整定計算崗位上工作了近十年,整定計算多條次10KV線路,總結(jié)了在工作中的實際經(jīng)驗,農(nóng)網(wǎng)10KV線路繼電保護常用方案及整定計算,經(jīng)運行考驗,選擇性好、動作準確無誤,保證了供電可靠性。
一、10KV線路繼電保護常用方案
10KV架空線路和電纜線路應裝設相間短路保護,保護裝置采用兩相不完全星形接線方式,且各保護的電流互感器都裝設在相同的兩相上,一般裝設在A、C兩相上,以保證當發(fā)生不在同一出線上的兩點單相接地是有2/3的機會切除一個故障點。
10KV線路保護,一般以電流速斷保護為主保護,以定時限過流保護作為后備保護。
電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。
一般情況下,為了對10KV架空線路進行可靠而有效的保護,常把瞬時電流速斷保護和定時限過電流保護相配合構(gòu)成兩段式電流保護。
對于電纜線路或架空線路較短時,線路阻抗很小,線路始端、末端電流相差很小,如果裝設瞬時電流速斷保護,則可能無保護范圍,所以在本線路上,第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護;第二段采用定時限過流保護作為后備保護。
由于我公司的大部分變電站采用的是微機保護,為了縮小檢修范圍和減少檢修人員的工作量,我公司的10KV線路繼電保護的配置:瞬時電流速斷、定時限過電流保護和安全自動裝置自動重合閘。
1、對于一般的10KV架空線路
(1)瞬時電流速斷保護
瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部,也不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。當線路故障時,瞬時電流速斷保護動作,運行人員根據(jù)其保護范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端,并且靠近保護安裝處。通知從線路首端開始查線。
(2)定時限過電流保護
定時限過電流保護能夠保護線路的全長,當線路故障時,定時限過電流保護動作,運行人員可以判斷故障出在線路后半段或末端,通知從線路末端開始查線。
(3)安全自動裝置自動重合閘
當用電設備允許且無備用電源自動投入時,在線路的首端應裝設自動重合閘
架空線路故障大多是“瞬時性”的,例如,由雷電過電壓引起的絕緣子表面閃絡,大風引起的碰線短路,通過鳥類以及樹枝等物掉落在導線上引起的短路等。這類故障在繼電保護動作斷開故障線路的斷路器后,短路即自行消除。這時,如果把斷開的線路斷路器再重合上,就能夠恢復正常的供電,從而減少停電時間,減少了停電所造成的經(jīng)濟損失,提高供電可靠性。
注:a、對架空―電纜混合線路,當架空線長度占全線路長度的50%以下時,按全電纜線路對待,重合閘裝置退出;當架空線長度占全線路長度的50%及以上時,按全架空線路對待,重合閘裝置投入。b、架空絕緣線路按電纜線路對待。
2、對于架空線路較短時
(1)略帶時限的電流速斷保護
(2)定時限過電流保護
(3)自動重合閘
3、對于電纜線路(包括架空絕緣線路)
(1)略帶時限的電流速斷保護
(2)定時限過電流保護
二、保護定值的整定計算
(一)整定計算原則
需符合DL/T 584―95《3~110KV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》
《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》
可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。
(二)10KV線路整定實例
已知條件
10KV線路型號為LGJ-70,長度為15km
最大運行方式下,降壓變電所10KV母線三相短路電流Idl.maX為4776(A),線路末端三相短路電流Id2。max(3)為835(A)
最小運行方式下,降壓變電所10KV母線兩相短路電流Idl.maX為3266(A),線路末端兩相短路電流Id2。max(3)為690(A)
DL1的CT變比為300/5,最大負荷電流為230(A)
試確定10KV線路的保護配置和保護定值
解:
1、保護的配置
該10KV線路長度為15km,屬于較長的線路,需配置
(1)瞬時電流速斷保護
(2)定時限過電流保護
(3)安全自動裝置自動重合閘
2、整定計算(計算斷路器DL1的保護定值)
2.1 瞬時電流速斷保護
瞬時電流速斷保護按躲過線路末端短路時的最大三相短路電流整定,保護裝置的動作電流
(A)
Idzj ―― 保護裝置的動作電流整定值
Kk ―― 可靠系數(shù),取1.2
Kjx ―― 電流互感器的接線系數(shù),對于星形接線,Kjx=1,對于三角形接線和兩相電流差接線,Kjx=
nl ―― 電流互感器的變比
I(3)d2.max ―― 被保護線路末端短路時的最大三相短路電流
保護裝置一次動作電流
(A)
靈敏系數(shù)按最小運行方式下線路始端兩相短路電流來校驗:
合格
2.2 定時限過電流保護
過電流保護按躲過線路的過負荷電流來整定,則保護動作電流
(A)
過電流保護一次動作電流。
(A)
保護的靈敏系數(shù)按最小運行方式下線路末端兩相短路電流來校驗
在線路末端發(fā)生短路時,靈敏系數(shù)為
合格
t = 0.5s
2.3安全自動裝置自動重合閘
由于農(nóng)網(wǎng)10KV線路大多是單電源供電,所以采用三相一次重合閘。
適當?shù)难娱L自動重合閘的時限,可以提高重合成功率,提高供電可靠性,減少斷路器的臨檢次數(shù),同時也減少對電力設備的沖擊。
在保護校驗過程中,當時間為1S時,個別廠家的自動重合閘裝置不能動作,所以取值為1.5S
該10KV線路的保護定值如下:
瞬時電流速斷:Idzj = 16.7(A)
定時限過電流:Idzj = 5.11(A) t = 0.5s
自動重合閘: t = 1.5s
三、結(jié)束語
本方案經(jīng)多年運行考驗,符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性的原則。多次動作,未出現(xiàn)誤動情況,保證了供電的可靠性。
參考文獻:
1.《電力系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置整定計算》
中國電力出版社
關鍵詞:大容量變壓器 繼電保護 35kV線路 整定計算 配合
為了能夠確保電網(wǎng)系統(tǒng)終端用戶對于電能商品的需求得到充分的滿足,要求在35kV電壓等級變電站的建設與運行過程當中,通過設置大容量變壓器裝置的方式,以確保同一時間段內(nèi)盡量多的進行電能的分配,同時也需要保障供電作業(yè)開展的持續(xù)性與穩(wěn)定性。但,由于這部分變壓器裝置自身的容量水平相對較大,因此導致其在運行過程當中,最突出的缺點表現(xiàn)為:短路阻抗水平始終維持在較小范圍之內(nèi)。這一缺點直接導致了,在大容量變壓器的正常運行過程當中,無法與繼電保護,特別是后備保護形成有效的整定與配合。因此,要求通過研究繼電保護整定計算方案的方式,綜合探究可靠且有效的繼電保護配合方案。本文即圍繞以上問題,展開進一步的分析與研究。
1 35kV大容量變壓器繼電保護整定計算分析
某電壓等級為110kV變電站中涉及到35kV線路,以此為依據(jù),有SFZ11-20MVA大容量變壓器裝置接入該35kV電壓等級線路運行過程當中。線路總長度為4.0km,系統(tǒng)母線阻抗水平為0.28/0.36,阻抗電壓水平測定為8.0%。整個大容量變壓器的接入示意圖如下圖所示(見圖1)。
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圖1 35kV大容量變壓器接入示意圖
首先,從電流保護的角度上來說,針對35kV電壓等級線路而言,繼電保護裝置運行所遵循的基本整定依據(jù)為DL/T 584-95。結(jié)合該規(guī)程當中對于大容量變壓器裝置的整定要求來看,體現(xiàn)在:繼電保護整定下延時電流速斷數(shù)值應當確保相對于35kV線路末端故障具有可靠的靈敏度水平。具體的繼電保護整定公式表現(xiàn)為:
IDZ≤ID?min/KLM;
該整定算式當中,KLM代表的是靈敏度系數(shù),為了能夠保障IDZ所對應的電流數(shù)值與整個35kV線路末端兩相短路狀態(tài)下的最小數(shù)值相一致,要求靈敏度系數(shù)的取值滿足以下標準,即:KIM≤1.5;在此基礎之上,為了能夠確保35kV接入大容量變壓器下繼電保護整定具有良好的選擇性性能,就要求35kV線路接入大容量變壓器狀態(tài)下所對應的延時電流速斷保護原則上能夠充分規(guī)避變電站10kV電壓等級母線短路對其所產(chǎn)生的影響。因此,在具體的繼電保護整定計算過程當中,應當遵循以下公式進行整定:KK? ID.max≤IDZ;同時,將KK定義為可靠性系數(shù),其取值應當按照整定規(guī)程,嚴格控制在1.2范圍以內(nèi)。結(jié)合以上分析不難發(fā)現(xiàn):由于35kV線路接入了具有大容量特點的變壓器裝置,從而使得線路常態(tài)運行下的阻抗水平明顯降低,當流過母線10kV短路事故發(fā)生的情況下,所對應生成的電流值較大,最終無法達到繼電保護有效配合的目的。
其次,從主變后備保護的角度上來說,在對35kV接入大容量變電站進行繼電保護整定計算的過程當中,有以下幾個方面的原則性問題需要特別關注:第一,不管是相對于高壓側(cè)整定,還是相對于低壓側(cè)整定而言,主變后備保護都需要以過電流保護作為首選方案;第二,在對過流保護定值進行整定處理的過程當中,原則上需要以最大負荷的電流躲避為參照;第三,對于采取單臺主變運行模式的變電站而言,在對其高壓/低壓側(cè)進行繼電保護整定的過程當中,需要確保過流保護時限較短。在充分遵循以上基本繼電保護整定原則的基礎之上,分別完成對高壓側(cè)、以及低壓側(cè)對應后備保護的整定工作。
2 35kV大容量變壓器繼電保護配合要點分析
對于35kV接入大容量變壓器的繼電保護整定配合而言,一旦出現(xiàn)了繼電保護不配合方面的問題,需要在充分考量現(xiàn)階段35kV線路接線情況的基礎之上,對繼電保護的配合方案進行合理的優(yōu)化,分別從對靈敏度的優(yōu)化,以及對過流保護問題的處理這兩個方面入手,確保保護配合動作執(zhí)行的可靠性,以確保供電的可靠性水平。具體而言,對于35kV大容量變壓器繼電保護配合而言,需要重點關注以下兩個方面的問題:
首先,從對靈敏度進行整定的角度上來說,為了確保35kV運行線路電流速斷延時保護性能能夠得到有效的發(fā)揮,就要求通過對靈敏度進行取值計算的方式,以此為依據(jù),確定與之相對應的整定數(shù)值。對于可能出現(xiàn)不配合的10kV電壓等級線路而言,考慮到其靈敏段需要實現(xiàn)0.3s以內(nèi)的電流保護配合,因此可以適當對電流速斷保護的時限級差水平加以延長(建議提升至0.6s),按照此種方式對10kV線路靈敏段進行電流整定作業(yè)。在整定過程當中要求滿足:IDZ.10≤3.3019 IDZ.35/kPH;其中,將IDZ.10定義為10kV電壓等級線路所對應的靈敏段電流保護定值;IDZ.35定義為35kV電壓等級線路所對應的靈敏段電流保護定值,kPH定義為配合系數(shù)(要求:配合系數(shù)的取值嚴格控制在1.1范圍之內(nèi))。
其次,從對過流保護進行配合的角度上來說,由于對于35kV電壓等級線路所接入大容量變壓器設備而言,在后備保護中需要納入對10kV線路后備保護動作的考量,因此要求通過增加保護過流方式,確保其動作時限能夠與10kV線路靈敏段所對應整定時間相同步。同時,通過增加過流保護的方式,還能夠確保對保護電流定值進行靈敏度整定的過程當中,不但能夠按照10kV線路的母線線路故障情況加以考量,同時還需要嚴格控制在1.5倍數(shù)值范圍之內(nèi)。其中,對于10kV母線而言,在其所對應短路電流流經(jīng)主變低壓側(cè)開關兩相短路狀態(tài)下,所生成的電流min數(shù)值可以表現(xiàn)為:3(0.36+05.51020+0.375)=5570A,DZ。
3 結(jié)束語
針對電壓等級為35kV的電力系統(tǒng)而言,在大容量變壓器的運行過程當中,最突出的缺點即表現(xiàn)為:短路阻抗水平始終維持在較小范圍之內(nèi)。導致在大容量變壓器的正常運行過程當中,無法與繼電保護形成有效的整定與配合,進而對整個電力線路的穩(wěn)定、安全運行均產(chǎn)生了不良的影響。為了有效地解決這一問題,本文試就35kV大容量變壓器繼電保護整定與配合方面的相關問題加以了分析,研究了有效的繼電保護配合策略,望成功用于實踐。
參考文獻:
[1]金鳳羽,李正明.基于感應電壓比的大型變壓器繼電保護[J].繼電器,2006,34(19):1-3.
[2]楊智勇.變壓器繼電保護在中小水電站中的應用淺談[J].北京電力高等專科學校學報(自然科學版),2010,27(11):33.
關鍵詞:電力調(diào)度 繼電保護 管理
電力調(diào)度旨在對電網(wǎng)運行進行組織、指揮、指導和協(xié)調(diào)提高電能質(zhì)量,保持電力供需均衡。在提高電網(wǎng)負荷率的同時降低網(wǎng)損,實現(xiàn)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行??煽康睦^電保護則是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運行的重要條件。在現(xiàn)有電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)下,加強調(diào)度管理,特別是加強繼電保護和運行方式的運行管理,提高調(diào)度人員的素質(zhì)水平,是保證電網(wǎng)安全運行的關鍵。
一、落實三個“管好”和“檢查”,加強繼保的運行管理
運行管理的關鍵是堅持做到“三個管好”和“三個檢查”。
1、三個管好。
(1)管好控制保護設備:控制保護設備不同單元用明顯標志分開,控制保護屏前后有標示牌和編號,端子排、信號刀閘有雙編號,繼電器有雙編號且出口繼電器標注清楚。便于運行中檢查。
(2)管好直流系統(tǒng)及各個分支保險:定期檢查直流系統(tǒng)及儲能元件工作狀態(tài),所有保險制訂雙編號,定期核對保險編號及定值表,檢查保險后的直流電壓。
(3)管好壓板:編制壓板投切表或壓板圖,每班檢查核對,做好投切記錄,站(所)長抽查,壓板的投切操作寫入操作票。同時在保護校驗后或因異常情況保護退出后需重新投入前,應測量壓板兩端是否有電壓,以防止投入壓板時保護誤動。
2、三個檢查。
(1)送電后的檢查:送電后除檢查電流表有指示,斷路器確已合上外,還需檢查保護、位置燈為紅燈,正常送電瞬時動作的信號延時復歸。
(2)停電后的檢查:除判明斷路器斷開的項目外,還需要檢查位置燈為綠燈,正常停電瞬時動作的信號延時復歸。
(3)事故跳閘后的檢查:除檢查斷路器的狀態(tài)、性能外,還需要檢查保護動作的信號、信號繼電器的掉牌情況、出口繼電器的接點、保險是否完好,必要時檢查輔助接點的切斷情況。
二、做好繼保整定方案,合理安排電網(wǎng)運行方式
220kV及以上電網(wǎng)的繼電保護,必須滿足可靠性、速動性、選擇性及靈敏性的基本要求。通過繼電保護運行整定,實現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求,并處理運行中對快速切除故障的特殊要求。
1、繼電保護整定值的實時性要求很嚴格,當電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、運行方式或運行參數(shù)發(fā)生變化時,繼電保護的整定值必須實時跟進作出調(diào)整。當遇到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜,整定計算不能滿足系統(tǒng)要求,保護裝置又不能充分發(fā)揮其性能的情況下,應優(yōu)先考慮防止保護拒動的原則,并報本單位相關領導批準。
2、堅持做好年度繼電保護整定方案的編制工作,根據(jù)電網(wǎng)及設備運行的變化及時修訂繼電保護調(diào)度運行(檢修)規(guī)定,積極研究電網(wǎng)保護整定配合中存在的問題,提出合理的解決方案,優(yōu)化整定配置,對確無或暫無解決方案的問題必須經(jīng)本單位主管領導審核確認。各單位技術監(jiān)督辦公室應加強對繼電保護及安全自動裝置和相關產(chǎn)品的監(jiān)督工作,應及時公布在運行中產(chǎn)生不正確動作或是有問題裝置的信息,供有關單位參考。
3、各級調(diào)度應根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化,貫徹執(zhí)行繼電保護運行規(guī)程,制定電網(wǎng)繼電保護整定方案和調(diào)度運行說明。適應現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展需要,積極穩(wěn)妥采用繼電保護新技術、新設備,組織編寫新裝置的檢驗規(guī)程。進一步加強電網(wǎng)繼電保護運行管理工作,合理安排電網(wǎng)運行方式,充分發(fā)揮繼電保護效能,提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平,防止由于保護拒動、誤動引起系統(tǒng)穩(wěn)定破壞和電網(wǎng)瓦解、大面積停電事故的發(fā)生。
三、搞好技術監(jiān)督,維護保護裝置
1、履行繼電保護專業(yè)的技術監(jiān)督職責,參加本單位電網(wǎng)新建、擴建、技改工程主網(wǎng)繼電保護及自動裝置的選型、設計審核及竣工驗收。積極研究電網(wǎng)運行中的新問題,針對因運行方式變化,開環(huán)運行可能選取點較多,若失壓點不在預設點時備自投裝置失去作用的情況,組織開展遠方備自投技術的研討,使非合環(huán)串接變電站電源進線的供電可靠性得到進一步的提高。
2、繼電保護裝置的維護
(1)對新投運好和運作中的繼電保護裝置應按照《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》要求的項目進行檢驗;一般對10kV~35kV用戶的繼電保護裝置,應該每兩年進行一次檢驗,對供電可靠性較高的35kV及以上用戶每年進行一次檢驗。
(2)在交接班時應檢查中央信號裝置、閃光裝置的完好情況,并檢查直流系統(tǒng)的絕緣情況、電容儲能裝置的能量情況等。
(3)對操作電源進行定期維護。
(4)對繼電器、端子排以及二次線將進行定期清掃、檢查,此工作可以帶電進行,也可以停電進行,但必須有兩人在場,其中一人工作,一人監(jiān)護;必須嚴格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》中的有關要求,所用的工具應具備可靠絕緣手柄;清掃二次線上的塵土時,應由盤上部往下部進行;遇有活動的線頭,應將其擰緊,以防止造成電流互感器二次回路、開路,而危及人身安全。
四、做好反事故措施,防止三誤事故發(fā)生
1、反措執(zhí)行方面:組織制定各項繼電保護專業(yè)的反事故措施計劃,針對運行中出現(xiàn)的問題,提出繼電保護反事故技術措施,并督促落實各項繼電保護反事故措施。
(1)要進一步加強管理,及時編制、修訂繼電保護運行規(guī)程和典型操作票,在檢修工作中必須執(zhí)行繼電保護專用工作票(安全措施卡)制度,逐步推廣完善作業(yè)文件包制度,同時還要進一步對各項反措的落實情況進行全面的檢查總結(jié),尚未執(zhí)行的要制定出計劃時間表,確保設備健康運行。
(2)在電壓切換及電壓閉鎖回路、斷路器失靈保護、母線差動保護、遠跳、遠切、聯(lián)切回路以及“和電流”接線方式等涉及運行的二次回路上工作時,應認真做好安全隔離措施。
(3)配置專用的繼電保護調(diào)試設備,合理使用繼電保護儀器、儀表,和正確的試驗接線。對試驗數(shù)據(jù)進行分析,得出符合實際的正確結(jié)論。一旦試驗數(shù)據(jù)發(fā)生疑問,要詳細分析,找出原因,及時更正。
(4)經(jīng)繼電保護公用出口跳閘的非電量保護,如瓦斯保護、熱工系統(tǒng)、汽輪機保護、調(diào)速系統(tǒng)及同期合間裝置、廠用電切換裝置,以及柴油發(fā)電機和重要電動機等有關的二次回路上工作時,更應做好安全隔離措施。
2、保護動作分析、定檢安排方面:做好定期統(tǒng)計、分析所管轄的繼電保護裝置的動作情況和總結(jié)繼電保護工作情況并上報的工作;督促按期進行保護預防性試驗,及時排除保護裝置故障,保障設備的健康完善。
結(jié)語:當然繼電保護專業(yè)技術含量高,技術更新快,我們還要高度重視繼電保護工作,充實配備技術力量,加強繼電保護工作人員專業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)的培訓,保持繼電保護隊伍的穩(wěn)定,這樣才能實現(xiàn)安全可靠的電力運行目標。
關鍵詞:繼電保護;圖形化仿真;虛擬繼電器
1 引言
電網(wǎng)本身是由眾多元件連接成的統(tǒng)一的系統(tǒng),對電網(wǎng)中繼電保護設備的要求不僅僅局限于邏輯功能正確、動作可靠,更重要的是強調(diào)各級電網(wǎng)的繼電保護設備的動作行為必須嚴格配合,在一次設備發(fā)生故障時,保護裝置必須做到該動必動,不能誤動。繼電保護定值作為保護設備能否正確動作的直接依據(jù),各級繼電保護裝置動作行為的配合實際上就是保護定值的配合。如果對保護定值的正確性進行校驗就必須考慮到各級保護定值的逐級配合,聯(lián)系各級電網(wǎng)對定值進行系統(tǒng)的校驗。
由于電力系統(tǒng)故障的瞬時性、突發(fā)性、破壞性以及故障過程的不可逆轉(zhuǎn)性,現(xiàn)有的技術手段尚不能對電網(wǎng)各級保護定值進行系統(tǒng)的檢驗。本系統(tǒng)在現(xiàn)已成熟的電網(wǎng)一次設備電磁暫態(tài)仿真(DDRTS仿真系統(tǒng))技術的基礎上,采用圖形化仿真支撐平臺系統(tǒng)建立電網(wǎng)中各種繼電保護設備的數(shù)字化模型――虛擬繼電器,將電網(wǎng)中各級保護定值置入虛擬繼電器,通過對電網(wǎng)進行各種電磁暫態(tài)過程仿真,觀察各虛擬繼電器的動作情況,從而檢驗電網(wǎng)中各級繼電保護定值的正確性。
2 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)的數(shù)字化建模
DDRTS是基于微機開放式的體系結(jié)構(gòu)和自主開發(fā)的全中文圖形化電力系統(tǒng)仿真軟件,用于模擬電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程,可以進行電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)部分的仿真計算。
仿真系統(tǒng)中包括豐富的電力系統(tǒng)元件模型,如發(fā)電機、勵磁機及勵磁調(diào)節(jié)裝置、調(diào)速器、電動機、變壓器、負荷、斷路器等,能夠根據(jù)系統(tǒng)實際接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對一次系統(tǒng)的運行情況進行準確的計算,輸出與系統(tǒng)實際相同的電壓、電流波形。
2.1 實際電力系統(tǒng)模型的建立
利用仿真軟件提供的電力系統(tǒng)元件庫,根據(jù)實際的電網(wǎng)接線圖將有關元件進行連接,輸入各元件數(shù)據(jù),并通過編譯生成電力系統(tǒng)一、二次電網(wǎng)數(shù)字化模型。
2.2 各種典型保護的建模
為構(gòu)建電網(wǎng)二次系統(tǒng),形成完整的電網(wǎng)模型,利用仿真軟件建立各種典型保護的數(shù)字化模型,從而建立完善的一二次電網(wǎng)系統(tǒng)。
3 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)閉環(huán)仿真測試
針對以上系統(tǒng)模型,模擬各種情況下系統(tǒng)的電流電壓變化情況,根據(jù)仿真結(jié)果對比一、二次采樣同步、數(shù)據(jù)計算模塊運行情況,分析驗證保護采樣接口算法、濾波算法、各種保護算法的原理、配合效果,整定方案合理性等環(huán)節(jié),從而對系統(tǒng)的正常、異常及事故運行情況進行預測,從而采取有效措施保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,減少事故損失。
⑴系統(tǒng)正常運行情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析
⑵系統(tǒng)故障情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析
利用已搭建的實際一二次系統(tǒng)的數(shù)字化模型,分析系統(tǒng)故障時不同安裝地點保護的動作行為和相互配合情況。
4 二次系統(tǒng)整定方案校驗
在已建立的一二次仿真模型上,將保護整定方案輸入保護模塊,實際模擬各種不同類型的故障和各種異常情況(主保護退出、開關拒動)下的故障,保護動作邏輯均正確,同時也反應出當主保護退出后,后備保護的配合不易整定。
5 結(jié)論
虛擬繼電器開發(fā)及仿真研究系統(tǒng)的應用,有利于提高繼電保護整定值校驗的可靠性,避免因整定失誤造成不可預見的電網(wǎng)事故,降低定值復核所投入的人力、物力大幅度提高了工作效率,對優(yōu)化二次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)編制技術改造方案提供有力的技術支撐。
[參考文獻]
關鍵詞:電網(wǎng)調(diào)度自動化;繼電保護;防誤系統(tǒng);工作方法
1 概述
在電力系統(tǒng)中,為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,需要在設備的繼電保護中整定正確的參數(shù)。當電網(wǎng)發(fā)生運行方式改變時,有些設備的繼電保護需要根據(jù)方式的改變而修改參數(shù)。參數(shù)整定不正確會導致設備在電網(wǎng)發(fā)生故障時不能做出正確的反應,輕則造成停電,重則會造成人身傷害。
目前的電網(wǎng)中設備數(shù)量龐大,運行方式變動頻繁,設備繼電保護參數(shù)變動特例多。目前的電網(wǎng)調(diào)度防誤系統(tǒng)不能給予這些設備的繼電保護防誤判斷和建議。
隨著電網(wǎng)的發(fā)展,越來越多的繼電保護類型及數(shù)量整定入變電站設備和線路設備中。繼電保護數(shù)據(jù)庫平臺實現(xiàn)了本地區(qū)繼電保護整定參數(shù)和對應的運行方式匯集;網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)平臺實現(xiàn)了本地區(qū)模型和實時運行方式的匯集,為實現(xiàn)基于繼電保護數(shù)據(jù)庫平臺和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)平臺的繼電保護防誤系統(tǒng)提供了基礎。
2 繼電保護可靠性評估
在保護可靠性評估建模及指標求解方面,系統(tǒng)級與裝置級采用的思路相似,主要有解析法和模擬法兩大類。解析法主要根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和元件的功能以及兩者之間的邏輯關系,建立可靠性概率模型,通過遞推或迭代等過程精確求解模型,從而計算出系統(tǒng)的可靠性指標。優(yōu)點是具有清晰的物理概念,高精度的數(shù)學模型。缺點是系統(tǒng)規(guī)模增大計算量也會隨之增大。而模擬法是通過對概率分布采樣來進行狀態(tài)的選擇和估計,是利用統(tǒng)計學的方法得到可靠性指標,有Monte Carlo法等。模擬法具有比較直觀的特點,它的計算精度和計算時間緊密相關。目前保護可靠性評估中廣泛采用的主要是解析法,如Markov模型法、故障樹法、Go法等。但是現(xiàn)有的可靠性分析方法都存在一個明顯的缺陷,現(xiàn)有可靠性分析方法反映的 是繼電保護系統(tǒng)長期平均可靠水平,難以準確、有效地反映繼電保護系統(tǒng)的可靠性隨時間的變化,影響電力電網(wǎng)系統(tǒng)的正常、安全運行。
3 技術方案
文章介紹一種基于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的繼電保護防誤系統(tǒng)及工作方法,可實現(xiàn)全網(wǎng)設備繼電保護裝置的參數(shù)防誤閉鎖和參數(shù)建議。該繼電保護防誤系統(tǒng),電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)包括拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)平臺,包括以下各功能模塊:數(shù)據(jù)接口模塊:用于從所述拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)平臺中讀取電網(wǎng)模型和電網(wǎng)運行實時方式信息;用戶交互模塊:獲取用戶當前校驗的繼電保護變更操作信息,發(fā)送前述信息給防誤建議模塊;接受防誤建議控制模塊反饋的判斷結(jié)果和參數(shù)修改建議,并返還給用戶;模型數(shù)據(jù)處理模塊:接受數(shù)據(jù)接口模塊讀取的所述信息,然后,判斷電網(wǎng)是否有運行方式改變,如有,則進行電氣島的分割和運行參數(shù)分析;如無,待機;防誤建議控制模塊:用于比對用戶操作和專家?guī)斓牟僮鞑襟E,對比繼電保護整定參數(shù)是否和專家?guī)熘械囊恢?,依?jù)專家?guī)爝M行不同的閉鎖和建議;繼電保護數(shù)據(jù)庫:記載有電網(wǎng)中正在使用或備用的繼電保護定值單及其對應的啟用條件;所述繼電保護數(shù)據(jù)庫連接所述防誤建議控制模塊。還包括專家?guī)炱脚_模塊:用于記錄電網(wǎng)中的常規(guī)約束條件及一般性操作步驟和本電網(wǎng)中的特例情況匯集;所述專家?guī)炱脚_模塊連接所述防誤建議控制模塊。
4 工作方法及相關步驟
(1)初始化用戶交互接口,進行用戶操作指令的分解;用戶操作指令分為兩部分,第一部分是重新獲得電網(wǎng)實時運行方式的指令,第二部分是介入到防誤建議控制模塊的用戶操作指令內(nèi)容;(2)根據(jù)所述第一部分用戶操作指令,判斷電網(wǎng)運行方式是否改變,如否進入步驟4,如是,繼續(xù);(3)讀取新的拓撲模型;讀取變化后的電網(wǎng)變化后的實時運行圖;(4)參數(shù)分析;上個步驟所讀取的電網(wǎng)變化后的實時運行圖傳輸給所述模型數(shù)據(jù)處理模塊,所述模型數(shù)據(jù)處理模塊按照電網(wǎng)變化后的實時運行圖分割電氣島,并進行運行參數(shù)分析,獲取電網(wǎng)變化后的實時運行圖的特征參數(shù);(5)將特征參數(shù)和繼電保護數(shù)據(jù)庫中的啟用條件進行比對,再查詢與所述啟動條件對應的繼電保護定值單,得到特征參數(shù)對應的電氣島繼電保護定值單;然后,在所述第二部分用戶操作指令基礎上進行繼電保護操作步驟校驗;(6)專家?guī)旖槿耄瑢ι喜襟E獲得的校驗結(jié)果進行操作比對、優(yōu)化操作步驟,形成優(yōu)化操作步驟和定值校驗建議;(7)返回用戶;(8)結(jié)束。
文章介紹的繼電保護防誤系統(tǒng)設計原理為:電網(wǎng)繼電保護防誤系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口從拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)平臺獲取當前電網(wǎng)模型及運行方式信息,同時獲取用戶操作信息,通過模型數(shù)據(jù)處理模塊進行電氣島的分割,并進行運行參數(shù)分析計算。依據(jù)運行參數(shù)查找繼電保護數(shù)據(jù)庫中相應的定值單,并從專家?guī)熘胁檎覍牟僮鞑襟E和整定值建議在防誤建議模塊進行比對分析并給出繼電保護防誤結(jié)果和操作建議。
文章介紹的系統(tǒng)適應電網(wǎng)調(diào)度發(fā)展的需要,根據(jù)電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)平臺和繼電保護數(shù)據(jù)庫的信息進行繼電保護防誤操作校核與建議,可以最大限度的杜絕調(diào)度誤整定、漏整定的發(fā)生,尤其是無保護運行開關、合解環(huán)開關誤動作、繼電保護誤整定導致開關跳閘、誤停開關重合閘等事故的發(fā)生,對于保障電網(wǎng)的安全運行有著重要的意義。繼電保護防誤平臺自動適應拓撲結(jié)構(gòu)變化和繼電保護數(shù)據(jù)更換,無需用戶實時維護網(wǎng)絡參數(shù),查找定值單數(shù)據(jù),大大減輕了維護和使用工作量,提高了工作效率和電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的智能水平。既可以進行電網(wǎng)繼電保護操作及開票的安全校核,也可以運用于模擬環(huán)境中繼電保護部分的安全校核。
5 結(jié)束語
文章介紹的防誤閉鎖功能包括以下幾個方面:(1)斷路器繼電保護操作的防誤校核:具備開關充電時繼電保護操作的參數(shù)切換及 操作順序提示,線路代供線路繼電保護參數(shù)切換及操作順序提示,線路代供母線繼電保護參數(shù)切換及操作順序提示,合解環(huán)時線路繼電保護參數(shù)切換及操作順序提示等。(2)變壓器繼電保護操作的防誤校核:具備變壓器充電時繼電保護操作的參數(shù)切換及操作順序提示等。(3)母線繼電保護操作的防誤校核:具備母線充電時繼電保護操作的參數(shù)切換及操作順序提示等。(4)變電站內(nèi)部和變電站之間配合的繼電保護防誤校核:具備自投方式發(fā)生改變時繼電保護操作的參數(shù)切換及操作順序提示等。
參考文獻
[1]馮迎春,陸圣芝,濮嵐.基于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的繼電保護防誤系統(tǒng)及工作方法[P].北京:CN103414169A,2013-11-27.