有关网络继电保护与控制技术的探讨.doc

有关网络继电保护与控制技术的探讨刘朝章1,姜云1,范云鹏1,潘贞存2(,山东德州253008; ,山东济南250061摘要:首先介绍了电力系统继电保护的现状,然后介绍了网络继电保护与控制技术的概念、系统的构成以及系统服务器的运行模式,并对这一技术设想做了前景展望,分析了发展网络继电保护与控制技术的可能性、优越性和面临的困难;还提出了就地采集、数字化传输和综合集中处理的数据运行模式,以及灵活配置、功能完善、自适应性强的智能化继电保护与控制软件包运行模式。关键词:继电保护; 智能控制; 网络中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:100324897(200501200422040 序言随着科学技术的发展和进步,我国微机继电保护装置已获得广泛应用,基本上替代了原来各种类型的继电保护装置,成为电力系统的重要组成部分。微机继电保护装置,无论从其性能指标上还是从维护量上,都要远远优于前几代继电保护产品,为电网的安全运行起到了很大作用。各种工作原理的微机继电保护装置都有其自身的优点,具有较高的可靠性和灵活性,但也都存在某些不可克服的缺点,如电流电压保护不能很好的适应电力系统运行方式的变化,距离保护受故障点过渡电阻的影响较大,纵联差动保护采集对侧设备的信息需要传输对侧信号的通道,投资巨大,应用范围小,等等。由于电网结构复杂,整定值计算工作量很大,经常会出现遗漏或差错,使整定值出现误差,造成继电保护误动作或拒动作。由于电力系统的运行方式多种多样,保护定值的计算,只能以正常的运行方式为基础,因此在出现特殊的运行方式时,电气元件可能会失去保护。现在运行于现场的继电保护装置都是针对某一个电气设备或元件来实现保护功能的,由于电气设备种类多、数量大,再加上考虑可靠性与经济性等因素,造成了保护装置数量多,类型复杂。目前,为了维护电力系统一次设备的安全运行,已经形成了一个复杂而庞大的二次系统。针对现场运行的微机继电保护装置存在的以上问题,在21世纪,我们能否借助于计算机技术和通信技术的快速发展,通过“网”的概念来简化二次系统、改善继电保护功能呢?针对此,提出了网络继电保护与控制技术的设想。1 概念网络继电保护与控制技术是通过数字通信技术把电网中所有设备或部分设备数字化的实时信息送到网络继电保护与控制系统服务器,当系统设备发生故障时,服务器对故障设备的数据进行综合分析和逻辑判断,然后发出控制命令和信号,从而实现继电保护和自动控制功能。提出网络继电保护与控制技术这一概念,是因为它与按单一元件配置的继电保护装置有很大区别,它包含三层含义:一是系统将分散的单元件继电保护和自动装置的功能综合集成在一起,采用大型计算机来实现整个电网或多个电气设备的继电保护与控制功能,在这里“网络”是指电网的网;二是信息的传输采用了数字数据网技术、通信技术和计算机网络技术,这里的“网络”是指通信网和数据网,三是系统不但在电网异常运行和故障时可以实现继电保护功能,而且在电网正常运行时还可以实现静态分析、稳定控制等功能。 系统的构成网络继电保护与控制系统的构成见图1,它主要是由N个变电站测控装置、数字传输网、网络继电保护与控制系统服务器、人机对话界面及其它附属设备构成。变电站测控装置主要完成3个任务:一是采集所有电气设备的交流量信息和开关量信号,并将它们数字化;二是完成系统服务器下传指令的控制输出,实现继电保护任务和控制功能;三是变电站继电保护与控制子系统在系统服务器正常运行时,实现24第33卷第1期2005年1月1日继电器RELAY ,2005图1 work本变电站的监控功能;当系统服务器故障时,完成本变电站设备的继电保护任务和控制功能。各个变电站测控装置中的继电保护与控制子系统,仅能采集到本变电站设备的运行数据,是针对本变电站设备实现保护功能的,所以当系统服务器或数字传输网发生故障时,它仍然能够完成本变电站所有设备的继电保护任务。数字传输网在变电站接口装置和系统服务器之间起到一个桥梁的作用,实现数字化信息和开关量信号的上传和控制指令的下传,以及系统服务器同变电站子系统交换运行状态信息。网络继电保护与控制系统服务器是该系统的神经中枢和司令部,它负责分析和处理数据,根据预先设定的处理原则进行逻辑判断,然后形成控制指令实现继电保护任务和自动控制功能。人机对话界面和输入输出设备等便于继电保护工作者同计算机进行交流和对话,便于维护。 数据流运行模式数据流运行模式,就是分散采集、集中处理的模式,即各变电站测控装置把采集到的数字化信息和开关量信号,通过数字传输网送到系统服务器,综合集中后统一进行处理,见图1