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探究基于虚端子的智能变电站二次设计

作者: 发布时间:2020-01-01 14:18:17 阅读: 65 次

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探究基于虚端子的智能变电站二次设计

摘要:在我国当前的发展中,电力发挥越来越重要的作用,所以当前各类智能变电站开始广泛设计并建设。基于对虚端子相关概念的了解,结合对常规变电站常见故障的研究,本文提出了基于虚端子的智能变电站二次设计方案,从而让变电站在运行过程中有更高的稳定性,同时能够更好地进行故障排除,保证变电站能够正常稳定发挥供配电功能。

关键词:虚端子;智能变电站;系统设计

 

引言:在传统变电站的运行过程中,会通过应用物理回路建成系统的二次系统,但是在智能变电站中,这些物理回路已经被设计成各类虚端子,在变电站的运行过程中,这些虚端子能够发挥传统变电站中物理回路的作用。然而在智能变电站的运行过程中,整个变电站容易发生一些运行故障,这会对整个变电站的运行稳定产生极大负面影响,所以在二次系统的设计中需要对这些问题进行有效解决。

1 传统变电站运行过程中容易出现的问题

2.1 断路器母差失灵

    在传统变电站的运行过程中,500kV的3/2线路需要防止系统发生误动问题,所以在变电站的设计与建设中,会通过设置断路器保护设施实现对断路器运行状态的有效保护。在相关系统的设置与设计中,会对母线差动的保护装置进行双重配置,即对保护装置配置一个差动保护装置,该装置会输出2路信号,该信号的适用逻辑已经被深入探讨,当前主要采用的逻辑为与逻辑,在这种逻辑下,只有多个因素都满足相关要求的情况下才会控制相关装置开展相应的动作。这种方式在应用过程中需要依赖物理回路,而在智能变电站的设计过程中,会消除系统中的物理回路,所以在智能变电站的二次系统设计中,需要应用新的设计思路和设计方法。

2.2 断路器沟通三跳动作逻辑

在常规变电站的运行过程中,沟通三跳回路的原理图如下:

 

1 常规变电站沟通三跳回路的运行原理图

通过对原理图的解读和研究可以发现,在该回路的运行中,当线路保护分组中的继电器触点闭合时,说明变电站二次系统中已经发生故障,为了保证电路能够稳定运行,操作箱的继电器此时触点会断开,以实现对整个线路的保护。在常规变电站的正常运行过程中,线路保护分组中的继电器、沟通三跳继电器处于常开状态,当线路系统发生故障时这些继电器的触点会闭合[1]KCF1开关在线路的正常运行中处于闭合状态,而当电路发生故障时触点会断开。可以发现在该回路的运行过程中,系统的运行状态将完全依赖物理回路,而在智能变电站的运行中,由于系统中将不再存在物理回路,所以需要应用新的设计思路和设计体系。

2.3 GOOSE信息问题

    在智能变电站的运行过程中,将通过GOOSE信息检测系统中各部分内容的运行状态,从而让变电站能够进行相应的动作,保证整个变电站都能够稳定运行,从而GOOSE信息能够发挥的功能上来看,需要保证信息能够全面准确传递,同时相应的通信设备需要处于更佳运行状态。在当前的很多智能变电站GOOSE信息系统的设计中,最为常用的系统运行方式为线路和设备保护装置向智能控制系统中发生故障信息,由故障信息对控制系统进行故障排除,同时断路器保护装置向智能控制系统反馈保护信息,这种方式虽然能够在一定程度上提升故障的排除效率和效果,但是在实际运行中也存在问题,常见的为多控制系统运行状态下的网络堵塞问题,在很大程度上降低了系统的运行效率。

2 基于虚端子的智能变电站二次设计方案

2.1 系统保护装置的设计

    在系统保护装置中,常见的为断路器保护装置和母线差动的保护装置,针对这两种保护装置的设计过程,当前常用的设计方法和设计思路为,将断路器保护装置与母线差动的保护装置相连,在这两者的连接体系中,需要应用一个虚端子,同时在母线差动的保护装置中也需要设置虚端子,在该体系的运行中能够实现对整个系统的双重配置,充分降低了系统中发生误动的可能性。需要注意的是,这种方式并不能全面消除发生的误动问题,通过对广东省某智能变电站中相关设备运行情况的研究与了解,保护装置在运行中大幅降低了电磁系统对系统运行状态的负面影响,并且人为失误导致的问题几率也大幅下降,但是在系统的运行中,产生相关误动问题的现象仍然存在,只是发生几率大幅下降而已,所以在后续的系统建设中,该系统的设计中仍然要保留双端子[2]

2.2 断路器沟通三跳系统设计

    在变电站中的沟通三跳系统设计中,常规变电站的系统运行依靠物理回路,然而在智能变电站的设计中,将全面去除常规变电站中的物理回路,而是应用GOOSE信息对系统进行控制。当前已经针对智能变电站的运行情况与运行原理建设处了沟通三跳系统的设计思路,在该系统的设计中,将会通过相关程序对变电站中相关系统的运行状态进行监测与分析,当发现变电站中相关系统的运行存在问题或发生故障时,则由系统中的智能控制系统发出相应的控制信息,从而对变电站系统中的相关装置运行状态进行控制,而虚端子的作用为将各类继电器触点与保护装置连接。为了能够全面保障变电站的正常稳定运行,需要考虑一种较为极端的情况,即GOOSE信息系统出现故障,同时线路保护系统也出现问题的情况,当这两种问题同时发生时,则系统完全无法对相关故障进行有效排除,为了防止这种情况的发生,在系统的设计中需要设置两套断路器保护系统,更大限度降低保护装置发生故障。

2.3 GOOSE信息系统设计

    通过上文的分析可以发现,在智能变电站的运行过程中,GOOSE信息系统会发挥重要功能,但是在该系统的运行过程中也存在一定问题,即由于采用双源控制模式,很容易发生网络堵塞问题,该问题的存在导致GOOSE信息系统无法正常稳定运行,同时也大幅降低了系统的信息传递效率,所以在对智能变电站进行设计时,需要解决这一问题。本文认为解决这一问题的措施包括以下两个方面:(1)信号发送方面。当前的GOOSE信息系统中,线路保护装置也会向智能控制系统发送相关信号,正式这种信号传递系统形成了双源信号,在今后的设计中,可以去除线路保护装置的信息反馈过程,只由智能控制系统发送控制信号。(2)智能终端接收信号方面。这种方式的原理为保证智能终端不再发送产生的闭锁重合信号,而只接收保护装置发出的信号。通过对这两种设计思路的研究,最终确定种方式有更高的应用意义。

结论:综上所述,在智能变电站的设计和运行过程中,与传统变电站更大的不同在于,智能变电站中充分去除了物理回路,而是应用虚端子对相关系统和器件进行控制。在当前的智能变电站设计和应用中,GOOSE信息系统、沟通三跳系统和保护装置中都存在一些问题,在今后的设计中需要对这些问题进行有效解决。

参考文献:

[1]张惠山,马宜军.智能变电站部分二次虚端子典型设计问题分析[J].广东电力,2017,30(03):68-70.

[2]陈有明.基于虚端子的智能变电站二次设计[J].科技传播,2016,8(18):234-235.