智能继电保护及自动化系统的应用

向凤鸣

(陕西省地方电力集团有限公司安康供电分公司,陕西安康 725000)

近年来,我国电力技术领域的开发水平不断提升,电力传输结构不断优化,一方面,电力传输体系分支不断增加,电力供应区域面积逐步扩大;另一方面,电力传输的安全保障工作,始终是行业关注的核心,智能继电保护及自动化系统的出现,在一定程度上突破了传统电力传输的禁锢,为社会电力传输平台的优化提供了良好的保障。

1 智能继电保护及自动化系统设计

1.1 设计原理

智能继电保护及自动化系统,是基于传统继电保护的基础上,将计算机智能化程序融合在其中,当电力传输过程中,如果继电器电流供应值超出了继电器的承受最大值继电保护装置自动切断电力传输机构,避免线路传输值过大,造成短路或者回路情况发生的保护性装置。由于智能继电保护及自动化系统采用智能化程序替代传统半智能的继电保护装置,而智能继电保护及自动化系统程序化设计,自然也就继承了计算机智能运算、信息程序化处理的优势,因此,系统检测的灵敏度较高,

1.2 设计结构

智能继电保护及自动化系统的设计结构分为内部结构和外部结构两部分。

智能继电保护及自动化系统的外部结构可以分为：智能断路器、智能检测终端、继电器保护可视化系统几部分,其中智能断路器主要负责线路调节,确保智能继电保护自动化系统命令得到执行;电子式互感器、智能检测终端,是负责对继电器线路传输情况传输;可视化系统,主要用于人机对话交流,为电力运维人员了解电路信息提供了程序交流窗口。

智能继电保护及自动化系统的内部结构设计,可以分为站控层、监控层、以及过程层,其中站控层与外部原件的关联最为紧密,通过人际交互窗口、通讯装置等,管理控制间隔层、过程层设备等功能,形成全站监控、管理中心,并远方监控/调度中心通信;监控层是由多个二次子系统组成,该部分的运作,正是借助智能继电保护应用光纤、尾揽等取代传统的二次电缆的优势,构建相对独立的继电信息能监控平台,确保继电器线路传输的跟踪监控,而过程层则是在外部智能终端、合并单元的作用下,执行继电保护的操控命令,实现继电保护程序正常传输。

2 智能继电保护及自动化系统应用

结合以上对智能继电保护及自动化系统设计原理和结构进行理论探究,对智能继电保护及自动化系统具有初步了解,结合系统设计程序,对智能继电保护及自动化系统应用分析。

2.1 系统调试

智能继电保护及自动化系统结构主要可以概括为“三层两网”。为了实现智能化继电保护及自动化系统发挥较好的电力传输保护效果,做好系统调试是基础性工作。

首先,对继电器保护功能和性能的调试。例如：确定继电器电力传输的最大值,继电器所能承受的外接子线数量等,都是继电器保护功能和性能调试的内容。其次,确定系统检测值,假设某线路传输达到6000V时,是继电器所能承受的最高值,则将该区域的智能继电保护及自动化系统的精确测度值为定位6000V;最后,确定系统调配工具。一般而言,智能继电保护系统的调试工具,采用NI P工具,对系统过程层进行调试,运用Prate800C,对站控层、监控层实行模型文件信息调试,当系统调试达到三层调控数值一致,即达到了智能继电保护及自动化系统调控的标准[1]。

值得注意的是,智能继电保护及自动化系统的调试阶段,必须是在保持电力传输系统零度传输状态下,进行继电保护及自动化系统调节监控,才能达到保障系统准确性的作用,同时,也要注意系统调控时,主变间隔配置的保护距离有效掌控,才能确保系统调控,能够有效发挥继电保护传输的作用。

2.2 自动化程序信息配置

自动化程序信息配置,也是智能继电保护及自动化系统的应用的重要环节。

其一,按照变电站的线路图,设定变电站自动化系统所需监控的继电保护控制点。智能化继电保护系统就好比一个大的数据信息库,按照变电站的线路图,设定继电保护的控制点,能够将继电保护大网络中的信息进一步确定,缩小了机电系统的保护范围,从而增加了系统保护的准确性。

其二,自动义程序实实行继电保护信息控制,在继电保护模块中生成IED模块,确定自动化处理的范围,达到系统结构调试与继电保护信息识别监控的效果。智能继电保护及自动化系统中的I E D模块,就相当于智能继电保护装置中的引线,它将过程层操控信息,传输给间隔层,再将间隔层信息传输给监控层,I E D模块在每一个阶段都收集部分信息,一旦继电保护装置的某一层面发出继电安全警告,IED就可以将其信息带给其他另部分,从而实现了继电保护信息的信息同一化控制[2]。

2.3 构建虚拟信息传输结构

构建虚拟信息传输结构,是智能继电保护及自动化系统在实际中应用的核心环节。

从智能化系统分布结构的角度进行分析,智能信息监控结构可以描述为：智能继电保护系统将动态信息分别传输装置动态工具组、地域性监控平台、IEC61580装置,核心控制工具同时进行继电保护“命令”传输,系统又同时接收到线路信息传输的监控信息,实现继电器线路传输信息重复性覆盖,最后,构建为一个区域线路传输保护控制结构,一旦电路信息传输过程中,出现继电器传输故障,系统将会第一时间运用数字式继电保护装置就会启动调试仪,实行信息调控,如果继电器保护的信息调试数据波稳定,则说明继电器保护处于正常运作状态;反之,如果继电器保护的信息调试数据波起伏较大,则说明继电器保护装置已经启动线路故障拦截装置。构建虚拟信息传输结构时,系统线路检测工具将对过程层发出验证信息,实行继电器故障检验。此时,控制层外部继电保护已经处于开路状态。

从智能继电保护及自动化系统模块转换的角度进行分析。首先,站控层控制终端按照继电保护是实际情况,发出虚拟终端自连信号,由IED携带虚拟信号,与过程层中已存在的孤立IED交换传输信息;其次,将整合的信息由其中一个I E D继续传输到监控层中,监控层将外部信息完全编入到设置导入文件中。最后,终端控制装置,按照已经整理成型的命令操作,继电保护监控信息逐一输出。此时,我们就可以拖过人机交换对话获得监控操作的最终信息,继续按照反馈信息重复机保护监控命令,实行继电保护循环式监控。

2.4 程序检测分析

智能继电保护及自动化系统的应用过程中,程序检测分析,是智能继电保护装置的最后步骤[3]。

一方面,程序按照继电保护程序操作的基本流程,实行智能继电保护系统程序划分,如果继电器保护在运作中没有出现线路故障,则继续进行程序运作,否则系统将程序故障信息导入后台,进行系统调节信息联调。

另一方面,智能继电保护及自动化系统,按照程序交换机发出的程序信号,规划继电保护空间间隔距离,同时,智能继电保护系统,尽量保持系统检测的母线线路传输信号,与子线之间的距离间隔处于层级式对接,这样,一旦继电保护的信号传输距离,超出了公共信号传输间隔距离,智能继电保护程序就会向终端间隔层发出安全警报,间隔层光纤迅速外部操控信息,切断继电器的传输电路,达到保护继电器的作用,这也是完成智能继电保护自动化系统监控一个周期循环。

3 结语

综上所述,智能继电保护及自动化系统的应用分析,是促进社会电力供应体系不断优化创新的理论基础。在此基础上,以智能继电保护及自动化系统设计原理与结构为基础,将该技术的应用分为系统调试、自动化系统信息配置、构建虚拟信息传输结构、以及程序检测分析四部分,实现了智能继电保护及自动化系统的综合解析,因此,智能继电保护及自动化系统的应用的研究,将为我国现代电力传输安全保障带来切实性的技术。

[1] 周星辰,吴天一.220kV智能变电站继电保护及自动化[J/OL].电子技术与软件工程,2017,(18)：130.[2017-09-27].

[2] 黄彦婕.电力系统中智能变电站的继电保护技术[J/OL].电子技术与软件工程,2017,(18)：245.[2017-09-27].

[3] 郑飞.变电站综合自动化微机继电保护的相关分析[J/OL].电子测试,2016,(20)：112-113.[2016-12-01].