基于网络化的智能变电站继电保护测试方法研究论文_马艳

基于网络化的智能变电站继电保护测试方法研究论文_马艳

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摘要:随着智能变电站的大规模投入使用,IEC61850语言在智能变电站内的使用范围日益加大,继电保护装置的检查途径也会随着技术的进步而发展,网络化、智能化、自动化的继电保护技术会日益受到行业的关注。IEC61850语言的持续性使用,为继电保护自动化设备装置的功效发挥创造了有效的技术支撑。随着SV或GOODE的报文形式运用,从而便可利用逻辑推算而进行相关的推演。

电力系统的安全稳定运行取决于继电保护装置的可靠性、稳定性。网络化配备的继电保护装置提高了可靠性、稳定性,但是对现场测试提出了比较高的要求。因此,本文根据站控层的相关分析,对自动化、智能化、网络化继电保护装置测试进行相关的探讨。

关键词:智能变电站;网络化;继电保护;测试

一、智能变电站二次系统框架

智能变电站的二次系统,依据国网标准,可以划分为站控层、间隔层、过程层,以及与此相对应的站控层网络和过程层网络。

其中,站控层是依靠硬件和连接关系组成的传统变电站形式,主要包括继电站内的监控装置。间隔层与站控层不同,它主要依靠的是以太网接口进行连接,只不过模拟量(SV)和状态量(GOOSE)是以太网进行传输的,主要包括的是变电站中的测控和保护装置。过程层其实在传统的变电站中,并无与此相关的专业设备,目的主要是将设备接入过程层网络,相关系统主要由合并单元和智能终端而组成。

在网络系统层面,站控层网络所使用的是传统交换机,主要依靠拓扑网络,功能主要发挥在MMS报文的传递以及GOOSE报文在测控装置间的传递[1]。过程层网络则是依靠着工业级光纤,依靠以太网交换机进行传输,目的是连接合并单元和智能终端,从而实现网络化的电力传输。

二、智能变电站继电保护配置要求[2]

1.线路过电压、远跳及就地判别装置的功能宜集成在线路护装置中。

2.短引线保护功能可独立设置,也可包含在边断路器保护置内。

3.3/2 接线型式断路器保护按断路器双重化配置。

4.母线保护宜采用直接跳闸方式,当接入元件数较多时,先采用分布式母线保护形式。

5.变压器(高压并联电抗器)非电量保护就地直接电缆跳闸,信息上送过程层网络。

6.220kV 母联(分段)保护宜双重化配置。

7.220kV 及以上变电站,宜按电压等级和网络配置,设置故障录波装置,并能记录所有 MU、过程层 GOOSE 网络的信息。8.每台故障录波装置不应跨接双重化的两个网络。

三、智能变电站继电保护技术原则

1.继电保护在功能实现上,是统一的整体,需要一次设备、二次回路、通道、保护装置及其它智能电子设备之间的协调配合,发挥其整体性能。

2. 继电保护必须满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的要求,220kV及以上电压等级继电保护系统应遵循“双重化设计” 原则,每套保护系统功能独立完备、安全可靠。

3. 智能变电站应利用网络技术将保护信息上送至站控层,综合断路器位置、保护装置、故障录波等数据,整合保护故障信息系统子站和变电站监控系统信息功能,实现变电站故障信息综合分析决策。

4. 智能变电站继电保护应满足智能调度、运行维护、监视控制及无人值班等信息交互的要求。站控层通信规约应符合DL/T 860标准。

5.按照国家标准 GB/T 14285《继电保护和安全自动装置技术规程》要求“除出口继电器外,装置内的任一元件损坏时,装置不应误动作跳闸”。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能变电站中的电子式互感器的二次转换器(A/D 采样回路)、合并单元(MU)、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内,除出口继电器外,任一个元件损坏,不应引起保护误动作。

四、网络化继电保护测试方法

(一)系统接入和配置

测试系统可以被接入发电站控层网络交换机上,亦可以凭借主站系统的相关网络路径而进行变电站的网络排布。

倘若要对站控层的网络交换机制进行有效的掌控,就必须对变电站的网络进行初步的设置。因而需要对各类智能电子设备(IED)进行相关的数据描述,比如系统配置描述(SCD)文件和自身的IED描述(CID)文件,为继电保护装置的智能化、网络化进程提供相关的技术设备支持。

网络化测试装置的接入和配置,需要将被测继电保护装置的CID文件以及全站配置的SCD文件导入到系统之内,从而依据获得的具体数据(包括参数、指标、配置通道等)而取得MMS网络的定值信息。与此同时,依托保护装置,课余时间对GOOSE信息的发送和接收,从而对检验系统中所需的软压板进行自动投退,实现以此实现网络继电保护装置的网络化和自动化。根据不同继电保护装置的运行进展,在每一个工作阶段进行对应的报文转换,才是实现整个系统“自由沟通”的关键所在。

(二)流程测试

对继电保护装置,进行系统接线之时,就需要密切通过光纤网络中的接入层和站控层网络对其进行相关的支持和保护。随着规约装置功能的发挥,最终实现将报文的转换形式以SV和GOOSE的相关内容接管进保护装置。

通过IEC61850设备的相关功能,对其进行网络化、智能化特征的相关保护,则需要紧密结合继电保护装置和智能单元的相关信息特点,同时凭借MMS网络而获取对保护装置的相关有效数据。特别是对于那些新建变电站而言,根据配置文件的各类形式对所有待测保护装置(比如线路、主变、母差保护等)的数据信息,将原有的MU网络端点,以此实现网络化测试系统自身保护装置的出发,以此保障主站系统的SOE和故障动作报文信息的接收。

网络化的数据测试,能够对导入继电保护装置的IED设备文件、CID描述文件、SCD系统描述文件等而获取相关参数和指标数据等。网络化的相关测试装置的安装和调试,对于保障网络的通畅性具有重要意义[3]。同时,还可以实现自动化数据的测试和报告的输送,从而保障智能化、网络化的继电保护。

(三)网络化继电保护测试装置

硬件设备的功效发挥,需要凭借软件装置的技术支持,以此实现大容量服务器和语言转换装置相关功能的正常发挥。

在网络化继电保护装置的测试过程中,需要对公用平台和功能模块进行细致摸查。功能模块依据动态链的链接,将各个模块划分为不同的小模块,从而减少接口参数,提高工作效率[4]。公共平台由于只是涉及各个模块的公用部分,依托自身的运用平台,保持线路的开启状态,从而依托动态链接库完成测试功能模块的调动和检查,公共平台结构简略、操作便捷的功能就可以得到有效发挥。

公用软件平台则通过对模块特征的发挥。模块依托模板数据工作,而模板则是依靠模块数据而编写的、以参数格式定义的编程文件,依据各自的测试功能而实现各个模块文件的自定义。依靠MMS和SV语言的相互作用,最终实现以不同的字符、不同的参数、不同的格式对软件进行相关流程的测试和定义的修正,以此保障配电线路的畅通和相关数据的传输。

结语

本文通过变电站的智能化、网络化的相关设备进行了相关的论述,并依据IEC61850协议的相关数据而完成对变电站相关保护装置的调试和监控。众所周知,随着电力技术的飞速进步,将会对继电保护和自动化装置的可靠性提出更高的要求。除了在硬件的升级改造层面进行大力投入之外,还需要加大对相关工作人员专业技能水平的培养和提高。只有通过对软件和硬件的双重建设,才会有利于推动智能化变电站继电器功能的发挥,利于完善继电保护装置的相关设置。

参考文献

[1]韩睿,余兴祥,刘明忠,等. 基于测试信息辅助分析的数字化继电保护自动测试方案研究[J]. 四川电力技术,2017(6):16-19.

[2]蒋林江,韩艳,王玮. 关于智能变电站继电保护的几点研究[J]. 工程技术:文摘版,2016(18):00040-00040.

[3]王新宇,王平,张毅,等. 提高智能变电站继电保护可靠性的方法探讨[J]. 工程技术:全文版,2017(2):00180-00180.

[4]闫卫江. 智能变电站技术与继电保护的若干研究[J]. 科学技术创新,2016(20):34-34.

论文作者:马艳

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期

论文发表时间:2018/10/25

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