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電力通信配電自動化管理系統(tǒng)研究

2018-05-31 15:51:55 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
饋線系統(tǒng)保護充分吸取了高壓線路縱聯(lián)保護的特點,利用饋線保護裝置之間的快速通信一次性實現(xiàn)對饋線故障的故障隔離、重合閘、恢復(fù)供電功能,將饋線自動化的實現(xiàn)方式從集中監(jiān)控模式發(fā)展為分布式保護模式,從而提高配電自動化的整體功能。

四.饋線系統(tǒng)保護基本原理

4.1 基本原理

饋線系統(tǒng)保護實現(xiàn)的前提條件如下:

1)快速通信;

2)控制對象是斷路器;

3)終端是保護裝置,而非TTU。

在高壓線路保護中,高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現(xiàn)的主保護,饋線系統(tǒng)保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的區(qū)域性保護。基本原理如下:

所示典型系統(tǒng),該系統(tǒng)采用斷路器作為分段開關(guān),如圖A、B、C、D、E、F。對于變電站M,手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對應(yīng)于C至F之間的部分。N側(cè)的饋線系統(tǒng)保護則控制開關(guān)A、B、C、D的保護單元UR1至UR7組成。

當(dāng)線路故障F1發(fā)生在BC區(qū)段,開關(guān)A、B處將流過故障電流,開關(guān)C處無故障電流。但出現(xiàn)低電壓。此時系統(tǒng)保護將執(zhí)行步驟:

Step1:保護起動,UR1、UR2、UR3分別起動;

Step2:保護計算故障區(qū)段信息;

Step3:相鄰保護之間通信;

Step4:UR2、UR3動作切除故障;

Step5:UR2重合。如重合成功,轉(zhuǎn)至Step9;

Step6:UR2重合于故障,再跳開;

Step7:UR3在△T內(nèi)未測得電壓恢復(fù),通知UR4合閘;

Step8:UR4合閘,恢復(fù)CD段供電,轉(zhuǎn)至Step10;

Step9:UR3在△T時間內(nèi)測得電壓恢復(fù),UR3重合;

Step10:故障隔離,恢復(fù)供電結(jié)束。

4.2 故障區(qū)段信息

定義故障區(qū)段信息如下:

邏輯1:表示保護單元測量到故障電流,

邏輯0:表示保護單元未測量到故障電流,但測量到低電壓。

當(dāng)故障發(fā)生后,系統(tǒng)保護各單元向相鄰保護單元交換故障區(qū)段,對于一個保護單元,當(dāng)本身的故障區(qū)段信息與收到的故障區(qū)段信息的異或為1時,出口跳閘。

為了確保故障區(qū)段信息識別的正確性,在進(jìn)行邏輯1的判斷時,可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。

4.3 系統(tǒng)保護動作速度及其后備保護

為了確保饋線保護的可靠性,在饋線的首端UR1處設(shè)限時電流保護,建議整定時間內(nèi)0.2秒,即要求饋線系統(tǒng)保護在200ms內(nèi)完成故障隔離。

在保護動作時間上,系統(tǒng)保護能夠在20ms內(nèi)識別出故障區(qū)段信息,并起動通信。光纖通信速度很快,考慮到重發(fā)多幀信息,相鄰保護單元之間的通信應(yīng)在30ms內(nèi)完成。斷路器動作時間為40ms~100ms。這樣,只要通信環(huán)節(jié)理想即可實現(xiàn)快速保護。

4.4 饋線系統(tǒng)保護的應(yīng)用前景

饋線系統(tǒng)保護在很大程度上沿續(xù)了高壓線路縱聯(lián)保護的基本原則。由于配電網(wǎng)的通信條件很可能十分理想。在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)的饋線保護功能的性能大大提高。饋線系統(tǒng)保護利用通信實現(xiàn)了保護的選擇性,將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)故障一次性完成,具有以下優(yōu)點:

(1)快速處理故障,不需多次重合;

(2)快速切除故障,提高了電動機類負(fù)荷的電能質(zhì)量;

(3)直接將故障隔離在故障區(qū)段,不影響非故障區(qū)段;

(4)功能完成下放到饋線保護裝置,無需配電主站、子站配合。

四.系統(tǒng)保護展望

繼電保護的發(fā)展經(jīng)歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時,也具有很強的通信能力。通信技術(shù),尤其是快速通信技術(shù)的發(fā)展和普及,也推動了繼電保護的發(fā)展。系統(tǒng)保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構(gòu)成的區(qū)域行廣義保護。

電流保護、距離保護及主設(shè)備保護都是采集就地信息,利用局部電氣量完成故障的就地切除。線路縱聯(lián)保護則是利用通信完成兩點之間的故障信息交換,進(jìn)行處于異地的兩個裝置協(xié)同動作。近年來出現(xiàn)的分布式母差保護則是利用快速的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多個裝置之間的快速協(xié)同動作如果由位于廣域電網(wǎng)的不同變電站的保護裝置共同構(gòu)成協(xié)同保護則很可能將繼電保護的應(yīng)用范圍提高到一個新的層次。這種協(xié)同保護不僅可以改進(jìn)保護間的配合,共同實現(xiàn)性能更理想的保護,而且可以演生于基于繼電保護相角測量的穩(wěn)定監(jiān)控協(xié)系統(tǒng),基于繼電保護的高精度多端故障測距以及基于繼電保護的電力系統(tǒng)動態(tài)模型及動態(tài)過程分析等應(yīng)用領(lǐng)域。目前,在輸電網(wǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了基于GPS的動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)和分散式行波測距系統(tǒng)。在配電網(wǎng),伴隨賊配電自動化的開展。配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護有可能率先得到應(yīng)用。

五.結(jié)論

建立在快速通信基礎(chǔ)上的系統(tǒng)保護是繼電保護的發(fā)展方向之一。隨著配電網(wǎng)改造的深入及配電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展,系統(tǒng)保護技術(shù)可能在配電網(wǎng)中率先得以應(yīng)用。本文討論了配電網(wǎng)饋線保護的發(fā)展過程,提出了建立在配電自動化和光纖通信基礎(chǔ)之上的饋線系統(tǒng)保護新原理。這種新原理能夠進(jìn)一步提高供電可靠性。同時,系統(tǒng)保護分布式的功能也將提高配電自動化的主站及子站的性能,是一種極具前途的饋線自動化新原理。

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