1 技術發(fā)展背景和現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求, 電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力, 因此, 繼電保護技術得天獨厚, 在50 余年的時間里已經(jīng)走過了機電式、晶體管式、集成電路式、微機化4 個發(fā)展階段, 以后還將達到人工智能化。機電式繼電保護系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮過不可替代的作用, 至今在不少的用戶設備上還發(fā)揮著主力軍的作用。但是, 機電式繼電保護裝置是信息相對獨立的系統(tǒng), 對外只能提供動作類型等的簡單的故障信號, 較為詳細的故障信息只有采用專用的故障錄波裝置才能有效記錄和保存; 信號繼電器經(jīng)常出現(xiàn)拒動現(xiàn)象, 不利于故障分析工作的開展; 要實現(xiàn)調度“四遙”功能, 需要單獨的一套RTU 系統(tǒng)才能實現(xiàn)遙信、遙控、電測和電能等遙測信號與調度端互傳; 這樣的系統(tǒng)還需要專人值守。單片機為CPU 的微機保護系統(tǒng), 定值修改維護是以十六進制數(shù)據(jù)輸入; 就地無直觀的人機界面, 后臺機成為唯一的人機界面; 這些都給繼電保護專業(yè)人員的現(xiàn)場維護提出了更高的要求。
隨著計算機技術的發(fā)展, 當前的微機保護技術日益成熟。其主要特點是采用分布式、模塊化設計, 可靠性大大提高, 事故記錄、定值修改、運行數(shù)據(jù)顯示及維護漢化直觀, 人機界面友好, 采樣精度高, 算速度快, 存儲容量大, 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸穩(wěn)定, 元器件可靠性高, 軟件和算法日漸成熟, 微機保護綜合自動化系統(tǒng)取代常規(guī)機電式保護已成為必然的發(fā)展趨勢。
2 技術改造規(guī)劃
將常規(guī)保護裝置改造成微機保護綜合自動化系統(tǒng), 需要進行綜合規(guī)劃和設計, 確保功能齊全, 信息監(jiān)控到位, 確保無裝置性違章, 符合設計規(guī)程的要求, 并且應盡可能減少人員就地操作。
2.1 安裝方式選擇
繼電保護裝置的安裝方式, 直接關系到改造工程的成本、工期、運行可靠性和工程的復雜程度。主要有集中安裝和就地安裝兩種方式, 常規(guī)保護一般是采用集中安裝方式, 改造規(guī)劃設計時要綜合考慮。
2.1.1 集中安裝方式
集中安裝指的是微機保護和綜合自動化系統(tǒng)的所有裝置都安裝在主控室內(nèi)的方式。這種方式的特點是:
( 1) 現(xiàn)場二次設備的運行和維護比較方便。
( 2) 控制電纜可以部分的繼續(xù)使用。
( 3) 因同屏安裝運行, 更換改造過程中, 保護需退出運行的機率和誤動的幾率較大。
( 4) 改造工期長, 工程復雜程度高。
2.1.2 就地安裝方式
這種安裝方式是將保護監(jiān)控裝置安裝在開關柜上或附近的一種安裝形式。這種方式的特點是:
( 1) 設備不集中, 現(xiàn)場二次設備的運行和維護不夠方便。
( 2) 控制電纜可以部分的繼續(xù)使用。
( 3) 與相鄰設備有空間距離, 改造和維護過程中誤動、誤碰的幾率大大減少。
( 4) 技術人員和工作地點可以分散進行, 改造工期縮短。
( 5) 通過前期模擬調試, 對外停電時間大大縮減。
2.2 控制和通信電纜更換和選用
隨著微機技術在電力系統(tǒng)的應用, 對消除電磁干擾、提高設備的電磁兼容性提出了更高的要求。控制電纜和通訊電纜是繼電保護裝置與高壓裝置聯(lián)系、裝置與裝置之間聯(lián)系的通道, 其途經(jīng)路線電磁成分及電磁分布復雜, 是電力系統(tǒng)電磁干擾的主要來源。因此, 控制電纜, 特別是電流、電壓回路的控制電纜, 在滿足線徑反措要求的情況下, 建議有計劃的更換成帶屏蔽的P 型控制電纜, 有條件的應選用阻燃型的ZRKVVP 型控制電纜, 以提高抗阻燃和抗干擾能力, 提高二次設備運行的穩(wěn)定可靠性。
2.3 監(jiān)控功能和監(jiān)控信息可靠性
微機保護綜合自動化系統(tǒng)是系統(tǒng)工程, 不但包含電網(wǎng)主設備的運行監(jiān)控, 還包含與電網(wǎng)主設備相關的其他一次設備和二次設備的監(jiān)控
(1) 對直流設備及回路絕緣進行監(jiān)控。直流設備是變電設備運行的動力系統(tǒng), 是綜合自動化監(jiān)控的重點內(nèi)容之一。根據(jù)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫容量, 可以監(jiān)控的直流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有: 直流系統(tǒng)的端電壓、放電電流, 充電電流, 單只電池的電壓、溫度, 控制和合閘主回路及分支回路的直流絕緣監(jiān)測等。
(2) 有條件的, 應單獨設置直流絕緣監(jiān)測裝置,可按設備間隔及裝置配備直流絕緣探測器, 對所有直流用電回路進行全面的絕緣監(jiān)視, 減少直流絕緣故障對二次設備的影響和故障。
(3) 設置接地選線裝置, 對電網(wǎng)一次單相接地故障進行有效監(jiān)測, 通過技術手段, 減少拉閘次數(shù),提高供電靠性。