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中国电科院2014继电保护技术论坛

中国电科院2014继电保护技术论坛

  • 召开年：2014
  • 召开地：北京
  • 出版时间： 2014-07-24

主办单位：中国电力科学研究院

会议文集：中国电科院2014继电保护技术论坛论文集

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  • 摘要：随IEC 61850体系提出了“三层两网”架构及面向对象建模的核心思想，具备信息“自我描述”能力，这是支持未来“自愈型”电网的基础；智能站二次系统与常规综自的主要区别在于二次系统由SCD文件描述，整个二次系统成为“黑匣子”，给运行维护带来了很大的困难。现阶段智能变电站SCD工程应用体现为模型规范化程度低，无法实现基于模型的各种高级应用，需要推进SCD应用模型规范，解决二次系统的可维护性问题。智能变电站应遵循用户友好、可靠性、简单和可持续性等基本原则，同时将带来产品实现的工程可配置，基于功能的设计，“最大化工厂工作量，最小化现场工作量”，基于可靠性的运维及基于“数值”的自动分析等变化。智能变电站的技术发展将最终体现为工程设计基于CAD图纸直接产生SCD文件，实现设计配置一体化；基于SCD实现闭环测试；实现无盲点状态监测及基于模型的自动分析等效用。最终为变电站无人值守、调控一体化、运维一体化提供可靠的技术支撑。
  • 摘要：本文介绍继电保护国际标准体系(IEC／TC95)的建设及发展现状，以及IEC／TC95针对智能电网发展对继电保护的影响而提出的未来标准化工作的战略发展规划。从智能变电站的仿真试验、RTDS的自动试验技术、继电保护实时数字仿真测试系统、继电保护组态分析软件这四个方面论述。针对智能变电站的仿真需求，目前常用的系统搭建模式主要有通过合并单元和智能终端连接、通过RTDS的GTNET可和只能终端连接几种。与现有的RTDS手动触发和编写脚本的方式相比，通过RTDS的自动试验具通过友好的软件界面可以方便地、灵活地定制试验项目清单、根据试验项目清单自动生成测试脚本、执行脚本自动完成试验等优点。RTplus智能电网实时数字仿真系统1个计算单元即可满足常规继电保护动模试验，支持常规保护试验，含24路模拟量输出，32路开关量输入，32路开关量输出，支持数字化保护试验，可按照IEC 61850标准传输SV9-2数据集25个，GOOSE数据集25个，具有强大的波形分析功能。开普实验室开发的组态波形分析软件实现了波形分析软件和可视化组态软件的完美结合，可以方便地开发故障测距、差动保护、阻抗保护、方向保护等各种保护算法及逻辑，并通过分析软件对其中间过程进行可视化分析。
  • 摘要：本文介绍Q／GDW766—2014《10kV～110kV线路保护及辅助装置标准化设计规范》和Q／GDW767—2014《10kV～110kV元件保护及辅助装置标准化设计规范》的编制背景、编制目的、编制过程中的阶段性工作以及编制的主要原则。编制制作主要依据目前常规变电站、智能变电站实施技术方案，根据应用场景将110kV及以下电压等级的保护装置按照常规装置、智能装置、多合一装置进行分类，并从公共部分、线路保护、备自投装置、故障解列装置变压器保护等多方面阐述编制标准的主要特点。总结出目前智能变电站技术仍处于发展阶段，技术标准规范仍处于不断完善和统一过程之中，相关技术原则将随着技术的发展和成熟逐步进行修订。
  • 摘要：经济和技术的不断发展推动现代电网向着结构多元化、运行方式多样化、控制手段智能化演变.大电网互联愈加紧密的同时,配电网也在向着多分布式电源、多微网、多结构和多复杂运行方式发展,这些都使得电网发生故障时的特征更加复杂多变,保护与控制系统对其提取和辨识更加困难,保护与控制原理的完备性和适应性、保护间配合的合理性乃至设备本身的可靠性等都面临新的挑战,从而给供电可靠性等要求越来越高的现代电力系统带来了诸多潜在风险.与此同时,信息技术应用及数字化变电站的发展,又为保护的实现技术及手段提供了更多新思路新方法,研究电力系统安全稳定,及时跟踪现代电力系统的不断发展,充分应用新技术新手段,寻求更为有效的保护及控制措施,始终是人们面临的重要课题.本文综合报告北京交通大学负责的国家自然科学基金项目“基于信息冗余和分布计算的站域协同保护研究”的进展。研究了冗余信息及分布计算的保护系统结构。分析了信息获取与协调处理机制研究一介绍信息压缩感知(Compressed Sensing)高容错编码方法、复杂配电网对保护的影响一利用交大校园微网作为一个案例，研究基于多信息的保护方案、保护功能并行计算及协同调度技术一提供不同原理的站域后备保护算法、站域协同保护新原理研究一建议智能变电站域保护，基于IEC 61850标准的Multi-agent架构。
  • 摘要：投运前继电保护向量检查指变电站投运前，即变电站设备不带实际负载情况下，检查确认继电保护向量正确性，因此试验的方法就是在变电站设备一次侧模拟实际负载，当模拟负载量值达到继电保护向量检查要求条件时，来进行二次继电保护的向量检查。本文分析传统的投运后继电保护向量检查工作的局限性，提出利用一次加压、通流方式进行继电保护向量检查的方法，提出电容补偿法降低试验电源容量的方案，论述投运前继电保护向量检查的经济效益和安全效益。本技术适用于各种接线形式的变电站，包括GIS、AIS、双母接线、桥接线、智能等各形式变电站，适用于交流各电压等级的新建变电站，试验涵盖站内所有继电保护。在进行投运前继电保护向量试验检查工作的同时，对测量、计量、录波、PMU等二次系统的向量也可同时进行检查，并满足其向量检查的要求。采用电容补偿的投运前继电保护向量检查技术主要用于高电压等级的新扩建输变电系统中，电容补偿后的试验系统输出能力得到了明显提高，考虑到高电压等级系统中系统阻抗较高的因素，试验系统输出电压也应进行相应提高，试验时应根据不同的系统阻抗选取不同的补偿电容，试验过程中应注意防止过电压和谐振现象的发生。本技术作为一项新技术，在试验复杂继电保护配置的高电压等级系统时，应根据被试系统的具体情况，研究制定有针对性的试验方法和措施，满足高电压等级系统的继电保护向量检查的要求。
  • 摘要：本文主要探讨及分析变电站内采样数据同步的各种方法的可靠性及优缺点，特别是在网络化采样条件下同步的可靠性。同时，随着广域控制保护技术的发展，多变电站之间采样同步的需求也日益增长，因此，也将对基于广域传输网的采样同步技术进行探讨。本文主要讨论的则是频率同步，即采样同步的技术及其实现方法。为减少保护设备对同步信号的依赖，目前国家电网公司智能变电站保护装置采样值采用点对点接入方式，采样同步由保护装置通过插值方法实现同步采样，从而规避了同步环节对保护影响的风险，但无法实现数据共享。为解决数据共享的问题，各厂家提出了用交换机解决此问题的方案。
  • 摘要：随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,以风能为代表的绿色能源发电在国内外受到了广泛的推广.截至2013年底,我国风电总装机容量达到了91324MW,排名全球第一.但是,与传统同步发电机相比,风力发电在发电原理、控制模式和并网方式方面表现出较大的不同,使得风电故障特性发生根本性变化,为风电场保护配置与整定带来了挑战.因此,深入研究风电场保护配置、整定与配合对系统的安全稳定运行至关重要.为实现对电网的支撑作用，提出风机涉网保护在保证自身安全的前提下，应与系统的运行规定相配合。为保证区内、外保护动作的可靠性，给出了箱变熔断器的两个选择原则。通过数据挖掘，给出了永磁型风机和双馈型风机提供最大短路电流的简化计算公式。在此基础上，提出了汇集电流保护、零序电流保护和汇集母线差动保护的配置与整定原则，分析了汇集系统现有保护的性能，存在问题是母差保护不能快速切除单相接地故障、区外故障后电流保护和零序电流保护会发生误动，进一步提出了在汇集系统配置站域保护的想法。最后，提出风场主变过电流保护不需要配置复压闭锁元件，送出线风场侧应该配置保护，但保护原理需要进一步研究。
  • 摘要：智能变电站的建设对设计、调试、运行维护人员提出了更高的要求，怎样有效地提高设计、调试、运行维护的效率、安全性是迫切需要解决的问题。针对这些问题，提出了一整套的智能变电站工程支持解决方案。该方案包括4套软件工具完成智能变电站的设计、调试、运行、维护。PRS一7001智能变电站设计配置一体化工具基于AutoCAD开发，继承设计院用户操作习惯，方便完成变电站过程层的设计，自动生成过程层虚端子连接表、光缆清册。PRS-7007智能变电站SCD配置工具可根据标准格式的虚端子连接excel表，自动生成过程层虚端连线，支持Q／GDW 1396～2012《IEC 61850工程继电保护应用模型》定义的过程层大小码校核，同时满足智能变电站二次回路工程文件标准格式输出的要求。PRS-7002智能变电站SCD可视化工具能够展示SCD的虚回路连接，作为调试、消缺、检修的支持工具。PRS-7003智能变电站SCD在线校核及管控工具支持变电站SCD文件版本的管理，追溯历史版本信息及变更内容；支持变电站装置的过程层配置CRC在线比对，确保装置与配置文件的一致性。软件跨平台开发，可独立配置于网络分析仪或综合应用服务器。本报告结合现场实际情况，提出智能变电站运维检修的整套解决方案，系统解决智能变电站的工程实际问题。针对目前智能变电站设计中存在的问题，长园深瑞继保自动化有限公司提出设计配置一体化方案，该方案基于两个出发点：变电站设计仍采用传统的AutoCAD工具进行智能站设计；二次设备之间的连接仍采用传统方式连接，端子实连接关系同时反映在SCD文件的虚连接关系中。该方案实施后，设计每进行一次端子的实连接，就完成了一次虚端子的配置，做到了设计与配置的统一。配合设计配置一体化的思路，推出PRS-7001设计配置一体化工具产品。工具通过友好并兼容传统专业展示的应用界面，以SCD文件的可视化编辑和校验为核心，提供了可视化的设计和配置平台，实现了设计配置的一体化。
  • 摘要：本文研究和仿真分析了各种分布式电源的故障特性，研究分析了分布式电源类型、配电网接线型式、分布式电源接入配电网的方式对继电保护和备自投、自动重合闸的影响。研究发现逆变器型分布式电源对电流保护影响较小，而旋转电机型分布式电源对电流保护影响较大。逆变器型分布式电源占配电变压器一定容量(40％)以下，保护配置不需调整。为限制旋转电机型分布式电源对线路电流保护的不利影响，可在分布式电源并网点加装限流器，或者在分布式电源公共连接点加装联切的开关，同时在限时电流保护装设方向元件。分布式电源的接入容量与其对电压的支撑作用，基本成线性关系，需要根据接人容量，分别考虑检无压和检同期的相应策略。本文对于分布式电源接入对配电网继电保护的影响和对策研究已经取得了一定的成果，但是还需要更进一步的深入研究。此外，还需要研究带储能元件的分布式电源、多种负荷模型与分布式电源的相互作用，以及它们对配电网继电保护的影响。
  • 摘要：本文在简要分析智能变电站继电保护的检测需求的基础上，针对模型文件测试、数字接口性能测试、合并单元及智能终端配合性能测试及网络压力测试等方面检测热点，提出检测方法和技术要求，对检测过程中出现的问题进行了分析总结。介绍已开展的智能变电站试验检测情况，并提出智能变电站继电保护检验测试技术方面的未来技术研究。建议开展理论分析和现场运行数据积累，完善现有电磁兼容试验和气候环境试验内容及要求，提出新的试验内容以适用于对就地化保护装置的检测。研究不同网络的构建模式，对现场可能出现的各种网络异常状况进行预想分析及模拟，提出完善的网络压力检测方法和检测内容，结合实际现场出现的网络异常状况完善网络压力模拟方法及测试内容。
  • 摘要：直流偏磁是直流电流进入电力系统,引起变压器、TA等的磁通偏移,可能会影响到电网及设备的正常运行.本文研究基于溪浙直流特高压工程金华换流站金丝接地极周边交流变电站测试及试验、仿真数据.在系统调试中发现,直流单极运行工况下对周边交流变压器有不同程度的影响,金丝接地极周边(包括金华换流站)多个110kV及以上的交流变电站的主变压器出现不同程度的噪声增大,中性点流过较大的直流电流.为防止直流偏磁影响设备及电网安全运行,对直流偏磁采取了一定的抑制措施,即通过电容性隔直装置实现对直流电流的隔离.但是加装隔直装置后,交流保护仍会受到直流偏磁及电容型隔直装置的影响.直流偏磁对继电保护的影响通过前述理论分析和仿真研究，直流偏磁对继电保护的影响主要体现在：直流偏磁加快保护用TA饱和；直流偏磁使TA饱和时间延长；直流偏磁引起变压器严重饱和，使电压波形畸变；直流偏磁引起变压器严重饱和，产生大量谐波。经过仿真，发现在研究条件和参数下，线路、母线、电抗器保护没有发生因直流偏磁导致的不正确动作行为。而变压器在不安装隔直装置和故障后隔直装置退出时，因直流偏磁导致产生谐波，需结合实际情况具体分析研究。综合目前国内外抑制流入变压器中性点直流电流的多种方法，以及前述理论分析和仿真结果，认为直流偏磁的治理措施为：在变压器中性点装设电阻，限制直流电流的大小，但无法全部消除；在变压器中性点装设隔直电容，最好能长期投入而故障时不退出；采用金属回线运行方式或第三根导线替代大地回线；做好接地极的选择和安装，可以有效减小中性点直流的大小。
  • 摘要：继电保护离线数据源分析继电保护作为电网安全领域的传统专业,在长期的发展及运行中,结合专业管理及技术发展,在继电保护设备全寿命周期的各个阶段,产生了大量的数据,根据数据来源的不同可划分为如下五类:制造厂家数据,检测机构数据,生产运维数据,调控系统数据以及专业标准、规程、技术规范等.本文结合继电保护专业管理及技术发展，将继电保护设备全寿命周期的各个阶段产生的大量数据划分为五类，并对继电保护专业涉及的信息进行数据源分析。提出继电保护专业离线数据的共享主要包括横向共享和纵向交互两种方式。详细介绍针对继电保护离线数据高级应用，继电保护统计分析及运行管理模块和检修辅助决策模块。继电保护统计分析及运行管理模块主要包含3部分功能：信息管理、统计分析、数据核查与考评。其中，信息管理功能是针对保护设备的标准数据、台账、动作、缺陷、检修等信息进行全面的管理；统计分析功能用于关联分析继电保护设备全寿命周期信息，直观展示分析结果，为电网、继电保护设备安全运行提供智能决策支撑；数据核查与考评功能综合继电保护专业特点、设备原理、配置原则等内容对信息的准确性、标准性、报送及时性进行核查、考评。继电保护统计分析及运行管理模块的统计分析功能依据《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》(以下简称《规程》)设计开发而成，《规程》中的运行评价指标体系结合继电保护专业管理需求及保护设备特性，针对全寿命周期各个环节设计相关评价指标，全方位分析设备情况。最后，按照应用场景、发展趋势、研究内容和技术路线等方面展望下一步工作。
  • 摘要：智能变电站已经进入大规模建设阶段,设备间的通信网络化是智能变电站的重要标志.智能变电站通过智能组件实现了一次设备的测量、控制就地数字化,从而以少量的光缆取代了大量的电缆,但是电缆的数量减少却不意味着工作量的减小,硬件回路的简化增加了装置对信息的数字化、网络化的依赖,各种虚回路的配置工作量急剧增加.复杂的设备间通信配置从设计阶段开始就一直贯穿智能变电站整个全生命周期.为了实现智能变电站全生命周期IED设备即插即用，就需要实现智能变电站设计阶段、调试阶段、运维阶段的即插即用。任意阶段即插即用总体的要求是一致的，降低智能变电站技术条件下通信设计和IED设备调试的复杂程度和操作门槛，使智能变电站IED设备可以快速投入使用。这要求智能变电站IED设备在即插即用技术上要两个方面的支撑：IED设备功能完备和通信回路标准化。即设备外回路一致性和功能完备性。通信回路标准化是即插即用的基础，IED设备功能完备是即插即用的保证。为了实现上述两个方面的技术支撑，分别设计在智能变电站全生命周期各个阶段实现即插即用的具体实现方案。技术路线是IED设备之间通信的接口标准化，利用智能设备和辅助软件实现IED设备即插即用功能。创新采用以下技术：从虚端子无序排布，到虚端子和数据集标准化设计；从IED设备间信号一一匹配，到IED设备标准化通信调试；从通信参数依赖SCD配置，到实现IEC 61850通信参数快速配置。最终完成完整的1ED设备的即插即用方案。
  • 摘要：为全面了解国家电网公司220kV及以上电压等级交流系统继电保护配置及运行情况，基于覆盖国家电网公司各级调度机构的继电保护统计分析及运行管理模块获取相关数据信息，并依据《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》的定义及要求，通过多种统计与分析手段，对各类指标、数据进行研判，对国家电网公司2012～2013年220kV及以上电压等级交流系统中继电保护的规模、配置及其运行等情况进行了全面分析，为调度运行工作和继电保护专业发展提供科学有效的数据及决策支撑。此外还详细进行了合并单元采样不同步造成多台继电保护设备误动作、电压切换回路设计不合理导致母线故障时全站失压、误投“停用重合闸"导致单相故障时三相跳闸三种典型性保护设备不正确动作案例分析。

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