1 技术发展背景和现状
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求, 电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力, 因此, 继电保护技术得天独厚, 在50 余年的时间里已经走过了机电式、晶体管式、集成电路式、微机化4 个发展阶段, 以后还将达到人工智能化。机电式继电保护系统在电力系统中发挥过不可替代的作用, 至今在不少的用户设备上还发挥着主力军的作用。但是, 机电式继电保护装置是信息相对独立的系统, 对外只能提供动作类型等的简单的故障信号, 较为详细的故障信息只有采用专用的故障录波装置才能有效记录和保存; 信号继电器经常出现拒动现象, 不利于故障分析工作的开展; 要实现调度“四遥”功能, 需要单独的一套RTU 系统才能实现遥信、遥控、电测和电能等遥测信号与调度端互传; 这样的系统还需要专人值守。单片机为CPU 的微机保护系统, 定值修改维护是以十六进制数据输入; 就地无直观的人机界面, 后台机成为唯一的人机界面; 这些都给继电保护专业人员的现场维护提出了更高的要求。
随着计算机技术的发展, 当前的微机保护技术日益成熟。其主要特点是采用分布式、模块化设计, 可靠性大大提高, 事故记录、定值修改、运行数据显示及维护汉化直观, 人机界面友好, 采样精度高, 算速度快, 存储容量大, 数据网络传输稳定, 元器件可靠性高, 软件和算法日渐成熟, 微机保护综合自动化系统取代常规机电式保护已成为必然的发展趋势。
2 技术改造规划
将常规保护装置改造成微机保护综合自动化系统, 需要进行综合规划和设计, 确保功能齐全, 信息监控到位, 确保无装置性违章, 符合设计规程的要求, 并且应尽可能减少人员就地操作。
2.1 安装方式选择
继电保护装置的安装方式, 直接关系到改造工程的成本、工期、运行可靠性和工程的复杂程度。主要有集中安装和就地安装两种方式, 常规保护一般是采用集中安装方式, 改造规划设计时要综合考虑。
2.1.1 集中安装方式
集中安装指的是微机保护和综合自动化系统的所有装置都安装在主控室内的方式。这种方式的特点是:
( 1) 现场二次设备的运行和维护比较方便。
( 2) 控制电缆可以部分的继续使用。
( 3) 因同屏安装运行, 更换改造过程中, 保护需退出运行的机率和误动的几率较大。
( 4) 改造工期长, 工程复杂程度高。
2.1.2 就地安装方式
这种安装方式是将保护监控装置安装在开关柜上或附近的一种安装形式。这种方式的特点是:
( 1) 设备不集中, 现场二次设备的运行和维护不够方便。
( 2) 控制电缆可以部分的继续使用。
( 3) 与相邻设备有空间距离, 改造和维护过程中误动、误碰的几率大大减少。
( 4) 技术人员和工作地点可以分散进行, 改造工期缩短。
( 5) 通过前期模拟调试, 对外停电时间大大缩减。
2.2 控制和通信电缆更换和选用
随着微机技术在电力系统的应用, 对消除电磁干扰、提高设备的电磁兼容性提出了更高的要求。控制电缆和通讯电缆是继电保护装置与高压装置联系、装置与装置之间联系的通道, 其途经路线电磁成分及电磁分布复杂, 是电力系统电磁干扰的主要来源。因此, 控制电缆, 特别是电流、电压回路的控制电缆, 在满足线径反措要求的情况下, 建议有计划的更换成带屏蔽的P 型控制电缆, 有条件的应选用阻燃型的ZRKVVP 型控制电缆, 以提高抗阻燃和抗干扰能力, 提高二次设备运行的稳定可靠性。
2.3 监控功能和监控信息可靠性
微机保护综合自动化系统是系统工程, 不但包含电网主设备的运行监控, 还包含与电网主设备相关的其他一次设备和二次设备的监控
(1) 对直流设备及回路绝缘进行监控。直流设备是变电设备运行的动力系统, 是综合自动化监控的重点内容之一。根据自动化系统数据库容量, 可以监控的直流系统的数据有: 直流系统的端电压、放电电流, 充电电流, 单只电池的电压、温度, 控制和合闸主回路及分支回路的直流绝缘监测等。
(2) 有条件的, 应单独设置直流绝缘监测装置,可按设备间隔及装置配备直流绝缘探测器, 对所有直流用电回路进行全面的绝缘监视, 减少直流绝缘故障对二次设备的影响和故障。
(3) 设置接地选线装置, 对电网一次单相接地故障进行有效监测, 通过技术手段, 减少拉闸次数,提高供电靠性。 |
