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智能變電站繼電保護特點

字體:[ ] 瀏覽次數(shù):1075次 發(fā)布時間:2017-07-26 關(guān)閉

采樣方式


1、合并單元
 在智能變電站中,同一電氣間隔內(nèi),將電流/電壓互感器輸出的電流、電壓,共同接入一個稱為“合并單元”(MU)的設(shè)備,以數(shù)字量的形式送給保護、測控等二次設(shè)備。
 
MU的作用除了將互感器輸出的電流、電壓信號合并,輸出同步采樣數(shù)據(jù)。還為互感器提供統(tǒng)一的輸出接口,使不同類型的電子式互感器與不同類型的二次設(shè)備之間能夠互相通信。MU的數(shù)字量輸出接口通常被稱為SV接口,主要以光纖為主。
 
2、采樣方式
 常規(guī)保護裝置采樣方式是通過電纜直接接入常規(guī)互感器的二次側(cè)電流、電壓,保護裝置自身完成對模擬量的采樣和A/D轉(zhuǎn)換。
 
智能站數(shù)字化保護裝置采樣方式變?yōu)榻邮芎喜卧蛠淼牟蓸又禂?shù)字量,采樣和A/D轉(zhuǎn)換的過程實際上在合并單元中完成。
 
也就是說對于保護裝置而言,傳統(tǒng)的采樣過程變成了和合并單元的通信過程。所以對于智能站而言,采樣的重點是采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐絾栴}。
 
保護裝置從合并單元接受采樣值數(shù)據(jù),可以直接點對點連接(保護裝置和合并單元通過光纖直接通信),這樣的方式我們稱之為“直采”;也可以經(jīng)過SV網(wǎng)絡(luò)(經(jīng)過過程層交換機通信),這樣的方式稱之為“網(wǎng)采”。
 
由于SV采樣數(shù)據(jù)量較大(每秒4000個點),如果采用網(wǎng)采的方式對交換機的要求很高??紤]到采樣的可靠性和快速性,《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》要求,繼電保護應(yīng)采用直采,這是重要的技術(shù)原則。
 
跳閘方式
 1、智能終端
 智能終端(也叫智能操作箱)是斷路器的智能控制裝置。智能終端實現(xiàn)了斷路器操作箱回路、操作箱繼電器的數(shù)字化、智能化。除了輸入、輸出觸點外,操作回路功能通過軟件來實現(xiàn),操作回路二次接線大大簡化。斷路器智能終端從收到跳合閘命令到出口動作時間不大于7ms。
 
斷路器智能終端具備以下功能:
 
A、接收保護裝置跳合閘命令和測控裝置的手合、手分命令;
 
B、提供跳閘出口接點和合閘出口接點。220kV以上的智能終端至少應(yīng)提供兩組分相跳閘接點和一組合閘接點;
 
C、可以給保護、測控裝置發(fā)送斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的位置、斷路器本體信號等;
 
D、防跳功能、跳合閘自保持、控制回路斷線監(jiān)視、跳合閘壓力閉鎖等功能;
 
E、智能終端的告警信號可通過GOOSE口上送;
 
F、具備對時功能和事件報文記錄功能;
 
對于220kV及以上電壓等級的繼電保護有雙重化配置要求:兩套保護的電壓、電流采樣分別取自相互獨立的合并單元;兩套保護的跳閘回路應(yīng)與兩套智能終端分別一一對應(yīng);兩套智能終端與斷路器的兩個跳閘線圈分別一一對應(yīng)。
 
2、跳閘方式
斷路器智能終端的出現(xiàn)改變了斷路器的操作方式。常規(guī)保護裝置采用電路板上的出口繼電器經(jīng)電纜直接連接到斷路器操作回路實現(xiàn)跳閘;智能站數(shù)字化保護裝置則通過通過光纖接口接入到斷路器智能終端實現(xiàn)跳合閘。保護裝置之間的閉鎖、啟動信號也有常規(guī)站的硬接點、電纜連接改為通過光纖、網(wǎng)絡(luò)交換機來傳遞。
 
保護裝置向智能終端發(fā)送跳閘命令,可以直接點對點連接(保護裝置和智能終端通過光纖直接通信),這樣的方式我們稱之為“直跳”;也可以經(jīng)過GOOSE網(wǎng)絡(luò)(經(jīng)過過程層交換機通信),這樣的方式稱之為“網(wǎng)跳”。
 
之前我們提到過,GOOSE報文是事件驅(qū)動的,所以數(shù)據(jù)量要比SV報文小很多。不過同樣考慮到跳閘的可靠性和快速性,《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》要求,對于但間隔的保護應(yīng)采用直跳方式,涉及多間隔的保護(母線保護)宜采用直跳,如確有必要,在滿足可靠性和快速性的要求的情況下可以采用網(wǎng)跳。
 
關(guān)于直采、直跳、網(wǎng)采、網(wǎng)跳的示意圖如下圖所示。

二次回路
 合并單元、智能終端的應(yīng)用實現(xiàn)了采樣與跳閘的數(shù)字化,從整體上促進了變電站二次回路的光纖化和網(wǎng)絡(luò)化。傳統(tǒng)站的硬接點也變?yōu)橥ㄟ^光纖、交換機傳遞。這樣的改變大大簡化了傳統(tǒng)站的二次回路的復(fù)雜程度,提高了抗干擾能力。而且通過一些列的SV/GOOSE斷鏈信號實現(xiàn)了二次回路狀態(tài)的在線監(jiān)測。
 
裝置構(gòu)成
 數(shù)字化保護裝置電流、電壓采樣通過SV接口實現(xiàn);
 
開關(guān)量輸出(跳合閘命令、閉鎖信號輸出、啟動信號輸出)和開關(guān)量輸入(閉鎖、啟動)通過GOOSE接口實現(xiàn)。
 
因此裝置通信接口數(shù)量大大增加,而且多為光纖接口,發(fā)熱量大,為裝置設(shè)計帶來了困難。因此提出了保護裝置獨立分散、就地安裝。保護裝置中央處理和輸出、輸入分散在多臺裝置中實現(xiàn)。
 
當(dāng)前智能站中保護裝置就地安裝的不多,通常是將智能終端、合并單元等二次設(shè)備就地安裝在斷路器附近的智能控制柜內(nèi)。智能控制柜具備空調(diào)等環(huán)境調(diào)節(jié)功能,盡量為二次設(shè)備提供較好的的運行環(huán)境。不過考慮到室外環(huán)境惡劣,為減少設(shè)備故障率,智能終端、合并單元一般不配備顯示屏。
 
通過上面的介紹可以看出,智能站數(shù)字化繼電保護在保護原理上與傳統(tǒng)繼電保護差別并不大,主要是在一次、二次設(shè)備的功能定位進行了新的劃分,通信手段進行了改變。我們用下面這張圖進行一個簡單概括,便于理解。



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