微機繼電保護在化工企業(yè)的綜合利用和研究-繼電保護測試儀

瀏覽次數(shù)：2775發(fā)布日期：2010-04-21

關(guān)鍵詞：微機繼電保護綜合自動化系統(tǒng) 信息共享 DCS工藝連鎖過程能量優(yōu)化技術(shù) 　　

一、概述　　

隨著公司生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)自動化水平的提高, 生產(chǎn)工藝對電氣系統(tǒng)自動化程度的要求也越來越高，促使微機繼電保護裝置在我公司電力系統(tǒng)中大規(guī)模投入使用。電力系統(tǒng)上各種智能設(shè)備采集的模擬量、開關(guān)量、一次設(shè)備狀態(tài)量大大增加，運行人員可以從中獲取更多的一、二次設(shè)備的實時信息。但是，由于目前的微機型二次設(shè)備考慮較多的是對以往設(shè)備功能的替代，導(dǎo)致這些設(shè)備基本上是獨立運行，致使它們采集的大量信息白白流失，未能得到充分利用。　　

公司的電力系統(tǒng)是一個不可分割的整體，對整個系統(tǒng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，對保證安全供電具有重大的意義。近幾年，計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使綜合利用整個電力系統(tǒng)的一、二次設(shè)備信息成為可能。綜合利用整個電力系統(tǒng)智能設(shè)備所采集的信息，人為或自動對信息進行計算分析，并調(diào)整繼電保護的工作狀態(tài)，有利于工作人員分析處理事故、調(diào)整運行方式和進行設(shè)備的技術(shù)管理工作。能實現(xiàn)以下主要功能：　　

1、對各個6KV主要變電所的運行情況進行實時監(jiān)控，科學(xué)調(diào)度管理；　　

2、實現(xiàn)對各類復(fù)雜的系統(tǒng)事故進行快速準(zhǔn)確定位和處理；　　

3、使用各類裝置的故障錄波和故障信息記錄，快速準(zhǔn)確查找分析故障原因；　　

4、通過對給類裝置的編程功能、開入量的綜合利用實現(xiàn)電氣設(shè)備本身的連鎖和配合儀表DCS控制系統(tǒng)；　　

5、遠距離對繼電保護裝置進行調(diào)整、切換；　　

6、對系統(tǒng)中運行的繼電保護裝置的可靠性進行分析研究。　　

二、系統(tǒng)構(gòu)成　　

各個變電所現(xiàn)場的微機繼電保護裝置、智能信號采集裝置和各類自動調(diào)控裝置根據(jù)各自不同的特點，利用不同的通訊方式組成本變電所的綜合自動化調(diào)度管理系統(tǒng)：01＃、02＃、05＃變電所采用RS232和RS485串口通訊方式，把現(xiàn)場的西門子微機保護裝置、南瑞中德的NSP-7xx系列分散型保護監(jiān)控單元、南瑞電控的微機發(fā)電機勵磁裝置和智能電度表等各類的單個智能設(shè)備連接起來，利用NSC2000廠站自動化系統(tǒng)軟件組成各變電所獨立的綜自調(diào)度管理系統(tǒng)；03＃、04#變電所采用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的通訊方式，把北京德威特德公司的600系列、9000系列的微機繼電保護裝置和現(xiàn)場智能電度表連接起來，利用DVP3000變電站綜合自動化軟件組成03#、04＃變電所的自動化管理系統(tǒng)。　　

各個變電所通過利用通訊電纜、光纜的通訊介質(zhì)，組建各變電所之間的電力調(diào)度系統(tǒng)局域網(wǎng)，在總降調(diào)度室統(tǒng)一組態(tài)，供運行人員使用，監(jiān)控全公司主要變電所的運行情況，并對其進行調(diào)度管理。通訊結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示：　　

三、實際應(yīng)用情況分析和研討　　

1、實現(xiàn)對11OKV變電站和各個6KV主要變電所的運行情況進行實時監(jiān)控，以便運行人員能夠及時準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)的運行狀況，對系統(tǒng)運行方式實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度管理，是公司的整個供電系統(tǒng)處于安全、可靠、經(jīng)濟的狀態(tài)。同時技術(shù)人員可以利用計算機智能軟件和過程能量優(yōu)化技術(shù)，對收集的所有信息進行分析、計算，根據(jù)供電系統(tǒng)的實際情況及時調(diào)整運行方式，降低供電線路和變電設(shè)備的用電損耗，且促進供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定長周期運行，實現(xiàn)節(jié)能減排，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增強企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。　　

2、實現(xiàn)對各類復(fù)雜的系統(tǒng)事故進行快速準(zhǔn)確定位和處理，目前的保護和故障錄波器的故障測距算法，一般分為故障分析法和行波法兩類。其中行波法由于存在行波信號的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問題而難以在生產(chǎn)中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準(zhǔn)確進行故障定位，必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運行方式、與相鄰線的互感等信息，很顯然，僅利用保護或故障錄波器自己采集的數(shù)據(jù)，很難實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。另外，對于比較復(fù)雜的故障，單端分析手段已經(jīng)無法正確判斷故障性質(zhì)和故障距離。我們知道，得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確，因此，通過對調(diào)度端數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)儲備了所有一次設(shè)備參數(shù)，通過共享EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以獲得故障前系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)。故障發(fā)生后，線路兩端變電站的客戶機可以從保護和故障錄波器搜集故障報告，上送到服務(wù)器。調(diào)度端服務(wù)器將以上信息綜合利用，通過比較簡單的故障計算，就可確定故障性質(zhì)并實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。　　

3、使用各類裝置的故障錄波和故障信息記錄，快速準(zhǔn)確查找分析故障原因，系統(tǒng)發(fā)生事故后，往往有可能伴隨著其它保護或相鄰回路保護的誤動作。傳統(tǒng)的事故分析由人到各個保護動作地點收集數(shù)據(jù)進行分析完成，受個人經(jīng)驗、水平和老式繼保裝置性能的影響，易出現(xiàn)偏差。由于由微機繼電保護組成綜合自動化系統(tǒng)搜集了故障前后系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)和變電站保護和故障錄波的故障報告，可以綜合線路兩端保護動作信息及同一端的其它保護動作信息進行模糊分析，并依靠保護和故錄的采樣數(shù)據(jù)計算，從而能夠迅速準(zhǔn)確的做出判斷，　　

4、通過對微機繼電保護裝置的編程功能、開入量的綜合利用實現(xiàn)電氣設(shè)備本身的連鎖和配合儀表DCS控制系統(tǒng)：可以通過利用西門子公司的第4代微機型保護7UM62裝置內(nèi)置于名為ANSI66的功能模塊中的熱模型，以高壓異步電動機的定子電流為初始值，間接計算出轉(zhuǎn)子的實時溫度，當(dāng)該溫度超過電機的再啟動限值時，就不再允許電機再次啟動，直到溫度降低限值溫度以下；我公司的熱電聯(lián)產(chǎn)的兩臺發(fā)電機組（16MW＋30MW）西門子7UM62裝置中的PLC編程模塊對采集到的發(fā)電機的電流、電壓進行分析判斷發(fā)電機是否處于過負荷狀態(tài)，一旦過負荷就送出兩對節(jié)點，一對節(jié)點采集到總降PLC系統(tǒng)解列減載系統(tǒng)做為判據(jù)，一對節(jié)點被送到總降后臺信息報警系統(tǒng)，提醒運行人員調(diào)整發(fā)電機運行狀態(tài)。　　

另外我們利用北京德威特公司的DVP9000系列的裝置的12路開入量和12路出口繼電器之間的相互關(guān)聯(lián)和配合，把速斷、差動保護動作信號關(guān)聯(lián)閉鎖電動機的合閘回路，防止工藝現(xiàn)場操作人員再次合于故障造成事故擴大；把開關(guān)柜的接地刀閘位置、斷路器位置通過開入量接入微機繼電保護裝置，關(guān)聯(lián)斷路器的分、合閘回路，完善補充高壓開關(guān)柜的“五防”措施；把設(shè)備現(xiàn)場分、合閘，DCS分、合閘，控制室分、合閘以及DCS工藝連鎖信號引入微機繼電保護裝置，準(zhǔn)確記錄動作信息以便事故情況下快速確定具體的動作回路，分析查找原因解決故障。　　

5、遠距離對繼電保護裝置進行調(diào)整、切換，以便快速適應(yīng)運行方式的調(diào)整變換，我公司使用的南瑞中德的NSP-7xx系列保護裝置和北京德威特的9000系列的微機繼電保護裝置都可以設(shè)置5套不同運行方式的保護定值且可以實現(xiàn)遠距離切換調(diào)整，便于調(diào)整運行方式時，及時調(diào)整繼電保護定值適應(yīng)改方式下系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。　　

6、對系統(tǒng)中運行的繼電保護裝置的可靠性進行分析研究，通過與繼電保護管理信息系統(tǒng)交換保護配置、服役時間、各種保護裝置的正動率及異常率等信息，通過計算機軟件可以實現(xiàn)對繼電保護裝置的可靠性進行分析。特別是當(dāng)某種保護或保護信號傳輸裝置出現(xiàn)問題，并暫時無法解決時，通過將此類裝置的可靠性評價降低，減輕系統(tǒng)對此類保護的依賴，通過遠程調(diào)整定值等手段，實現(xiàn)與上下級回路的保護的配合，防止因此類保護的拒動而擴大事故范圍。　　

四、分析存在的問題，探討解決方法　　

1、安全性問題：由于電網(wǎng)繼電保護綜合自動化系統(tǒng)的功能強大，并且可以控制運行設(shè)備，與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行息息相關(guān)，因此在設(shè)計之初，就必須對系統(tǒng)的安全性問題給予足夠重視。可以說，安全性解決的好壞，將是微機繼電保護綜合自動化系統(tǒng)能否運用的關(guān)鍵。初步設(shè)想，調(diào)度端服務(wù)器必須采用雙機熱備用方式保證硬件安全；通過遠方修改保護定值時，客戶機必須通過加密的數(shù)字簽名核實調(diào)度端傳送定值的可信度，并通過校驗碼及數(shù)據(jù)回送保證定值的可靠性。并且，當(dāng)客戶機向保護傳送定值時，必須不能影響保護的正常性能。在這方面，還需要做大量的工作。　　

2、規(guī)約問題，需要將全網(wǎng)所有微機保護、故障錄波器和現(xiàn)場智能采集設(shè)備到了一起，如果能夠解決好信息的組織及傳輸規(guī)約，將對系統(tǒng)實施起到事半功倍的作用。因此，希望參照國外標(biāo)準(zhǔn)，盡快建立國內(nèi)繼電保護信息組織規(guī)約。　　

五、結(jié)束語　　

通過以上分析，我們可以看到隨著微機繼電保護在化工企業(yè)的廣泛應(yīng)用，變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)，將給化工企業(yè)的繼電保護工作帶來一次質(zhì)的飛躍，它將能大大加強繼電保護的效能和可靠性，對保證企業(yè)供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。希望今后科研、運行、設(shè)計人員加強對綜合利用微機繼電保護裝置和相關(guān)智能設(shè)備信息的研究，進一步提高微機繼電保戶綜合利用的科學(xué)性、合理性和快捷性。　　

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