站域保护在智能站中的应用与实现研究

 2022-12-25 10:12

论文总字数:24273字

摘 要

以和为基础,智能变电站站域保护是一种集保护功能和站域安全自动装置功能于一体的,具有数据信息共享优势的智能设备,实现了对故障点的地隔离,实现了站内冗余、改进后备保护和安全自动控制等功能。该站域保护控制装置可以方便地获取多个间隔的电气量和开关量信息,从而可以构建一个更加智能化的保护控制功能。基于站域保护控制装置的智能化变电站过程层网络数据共享,通过网络接收电气采样数据(网络采样) ,并发出跳闸等控制命令(网络跳闸)

关键词:站域保护;智能变电站;网采;网跳。

Abstract

ABSRTACT: the Station Area Protection of intelligent substation is a kind of data information sharing advantage based on the process layer and station control layer network of substation, it is an integrated equipment of the protection function and the safety automatic device function of the station area to realize the fast, accurate and reliable isolation of the fault points, to realize the functions of redundant backup protection, optimized backup protection and safety automatic control in the station. The station area protection and control device can easily obtain the information of electric quantity and switch quantity of several intervals, so it is possible to construct a more intelligent protection and control function. Station area protection and control device based on intelligent substation process layer network data sharing, through the network to receive electrical sampling data (network sampling) , issued a trip and other control commands (network trip) .

Key Words: Station Area Protection, Intelligent Substation,Network Mining, Network Hop

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 本课题的研究背景和研究意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 本课题的历史及现状 2

1.2.1 本课题的历史 2

1.2.2 本课题的现状 2

1.3 本文主要工作 4

第二章 智能站站域保护系统 4

2.1 智能变电站概述 4

2.1.1 智能变电站基本构架 4

2.1.2 智能变电站新发展 6

2.2 站域保护与控制装置功能及配置分析 7

2.3 站域保护控制系统应用 8

2.4 站域保护与控制装置对外信息交互的实现 9

2.5 本章小结 10

第三章 典型站域保护功能讨论与分析 10

3.1 线路保护与母联冗余保护功能分析 10

3.2 站域保护的后备保护及母线保护分析 12

3.3 自适应旁路的优化及其保护讨论 15

3.3.1 自适应旁路的优化讨论 15

3.3.2 自适应旁路的保护讨论 16

3.4 智能变电站站域保护研究 18

3.5 本章小结 20

第四章 站域保护装置关键技术的实现 21

4.1 站域保护装置硬件的实现 21

4.2 站域保护装置软件平台的实现 23

4.3 站域保护装置关键技术的实现 25

4.4 站域保护在层次化保护中的作用研究 27

4.5 本章小结 29

第五章 结束语 29

5.1总结 29

5.2展望 30

致谢 31

参考文献 32

第一章 引言

1.1 本课题的研究背景和研究意义

1.1.1 研究背景

随着时代的脚步,我国的电网技术方面有了突飞猛进的提升,但是随着用户用电需求量的增大,电网在进一步对于特高压的创建中,同时也增大了对于智能电网保护的现代化与信息化的创建投入,依靠当今技术优势创建更为稳定便捷的现代化电网。对于相关保护设备,不仅需要其平稳运作,快速切断故障,还需满足其稳定的系统、安全地用电这些必要要求。多年前,北美各地曾多次发生停电事故,究其原因,是因为并未合理规划供电网络的保护措施及分离保护设备等。单一的间隔性质的后备保护不能准确感知地区的变化,故不能快速有效地切除电源,就像历史上美国发生的大面积停电一般。为了满足用户对不再长时间停电的迫切希望以及经济发展对电力能源的需要,加快了对智能变电站的建设投入,在技术方面不断地突破。从智能站的产生发展至今,国家电网的各个公司成绩斐然:全站信息一体化、保护测控信息共享、集中式保护模式发展,这些为我国智能变电站的飞速发展创下了汗马功劳。目前,继电保护大概分为两个方向:其一,单隔间的保护现场就地放置,其二,是保护的集中配置。变电站以继电保护为基础,表现出对元件的保护方法,这种智能变电站飞速发展,大容量的水、火、核电并网等方面,如果想达到电网标准,传统变电站使用一种类型的间隔元件不能有效解决问题。

1.1.2 研究意义

智能变电站是除了发电、用电之外,最为重要的一环,他是在传统变电站的基础上,根据IEC 61850的标准,建立了比较规范统一的信息接收发送平台,使变电站内部的“分工明确”,降低了误动、拒动,更为合理规范得运行。当今国内的变电站,对于200KV及以上的变电站的保护措施和方法并没有什么调整,110KV及以下的变电站,出于经济效益等方面考虑,并没有较为完善的保护措施,对于某些低电压等级的线路,一般只有时间较长的远后备保护来实现对线路的保护。而且,智能变电站的优点也是比较突出的,交互性能优越、改用光纤低碳环保、并且具有较高的可靠性。

作为变电站线路的守护神,继电保护系统工作性能的好坏与变电站能否安全、可靠、快速、有效地运行有直接关系。传统继电保护仅可以通过本单元的断路器状态量以及电气量等反映局部保护元件的故障特征信息,各保护之间缺少协调性,在日新月异的近代化科技中已经要被淘汰。因此,研究如何使变电站内部的各保护相互协调、优化保护配置方式等问题已经迫在眉睫。最新研究表明,传统的继电保护而言,站域保护能对其的缺陷进行合理改善,性能较传统保护也更加优越,故我们如果想研究智能站的发展,深入研究站域保护是目前改善传统继电保护的最好途径。

1.2 本课题的历史及现状

1.2.1 本课题的历史

自2011年,我国开始大力扶持电网,改善优化电网技术,并增设了大量的智能变电站,并对其枢纽进行了改造。2015年9月29日,江西省新一代变电站——110KV赣县双龙变电站正式投入使用,这标志着我国新一代智能变电站正式试验成功。

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