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淺談微機繼電保護裝置在化工企業的應用與研究

来源:美端电气 ??发布时间:2019-04-25 17:25

淺談微機繼電保護裝置在化工企業的應用與研究

 


    随着公司宅男影院(Produce)规模的扩大和宅男影院自动化水平的提高,宅男影院工艺对电气系统(system)自动化程度的要求也越来越高,促使微机继电保护装置在我公司电力系统中大规模投入使用。电力系统上各种智能(intelligence)设备采集的模拟量、开关量、一次设备状态量大大增加,运行人员可以从中获取更多的
  一、二次設備的實時信息。由于目前的微機型二次設備考慮較多的是對以往設備功能的替代,導致這些設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(Company)的电力系统是一个不可分割的整体,对整个系统的
  一、二次设备信息进行综合利用,对保证安全供电具有重大的意义。近几年,计算(calculate )机和网络技术的飞速发展,使综合利用整个电力系统的
  一、二次設備信息成爲可能。綜合利用整個電力系統智能設備所采集的信息,人爲或自動對信息進行計算分析,並調整繼電保護的工作狀態,有利于工作人員分析處理事故、調整運行方式和進行設備的技術管理工作。能實現以下主要功能:
1、對各個6KV主要變電所的運行(Windows)情況進行實時監控,科學調度管理;
2、實現對各類複雜的系統事故進行快速准確定位和處理;
3、使用各類裝置的故障(fault)錄波和故障信息記錄,快速准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電氣設備本身的連鎖和配合儀表DCS控制系統;
5、遠距離對繼電保護裝置進行調整、切換;
6、對系統中運行(Windows)的繼電保護裝置的可靠性進行分析研究(research)。

  一、系統組成
    各个变电所现场的微机继电保护装置(device)、智能信号采集装置和各类自动调控装置根据各自不同的特点,利用不同的通讯方式组成本变电所的综合自动化调度管理系统:01#、02#、05#变电所采用RS232和RS485串口通讯方式,把现场的西门子微机保护装置、南瑞中德的NSP-7xx系列分散型保护监控单元、南瑞电控的微机发电机励磁装置和智能电度表等各类的单个智能设备(shèbèi)连接起来,利用NSC2000厂站自动化系统软件组成各变电所独立的综自调度管理系统;03#、04#变电所采用工业以太网和现场总线的通讯方式,把北京德威特德公司的600系列、9000系列的微机继电保护装置和现场智能电度表连接起来,利用DVP3000变电站综合自动化软件组成03#、04#变电所的自动化管理系统。
    各个变电所通过利用通讯电缆、光缆的通讯介质,组建各变电所之间的电力调度系统(system)局域网,在总降调度室统一组态,供运行人员使用,监控全公司主要变电所的运行情况,并对其进行调度管理。通讯结构如图:

 
                                                         

  二、實際應用情況分析和研討
1、实现对11OKV变电站和各个6KV主要变电所的运行情况进行实时监控,以便运行人员能够及时准确的了解系统的运行状况,对系统运行方式实现科学调度管理,是公司的整个供电系统处于安全、可靠、经济的状态。同时技术人员可以利用计算(calculate )机智能软件和过程能量优化技术,对收集的所有信息进行分析、计算,根据供电系统的实际情况及时调整运行方式,降低供电线路和变电设备的用电损耗,且促进供电系统安全稳定长周期运行,实现节能减排,降低企业的宅男影院(Produce)成本,增强企业宅男影院的市场竞争力。
2、實現對各類複雜的系統事故進行快速准確定位和處理,目前的保護和故障錄波器的故障測距算法,一般分爲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産生行波的不確定性等問題而難以在生産中得到較好的運用。而故障分析法如果想要准確進行故障定位,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據,很難實現准確的故障定位。另外,對于比較複雜的故障,單端分析手段已經無法正確判斷故障性質和故障距離。
    我们知道,得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确,因此,通过对调度端数据库(Database)中已经储备了所有一次设备参数,通过共享EMS系统的数据,可以获得故障前系统一次设备的运行状态。故障发生后,线路两端变电站的客户机可以从保护和故障录波器搜集故障报告,上送到服务器。调度端服务器将以上信息综合利用,通过比较简单的故障计算(calculate ),就可确定故障性质并实现准确的故障定位。
3、使用(use)各類裝置的故障錄波和故障信息記錄,快速准確查找分析故障原因,系統(system)發生事故後,往往有可能伴隨著其它保護或相鄰回路保護的誤動作。SF6微水測量儀采用先进的湿敏传感器。传感器上有一层多孔的网状金膜。由于薄膜的吸水特性,当有气体通过时,水分子被吸收其中,导致电参数发生变化,测量该参数值即可得到被测气体的湿度。传统的事故分析由人到各个保护动作地点收集数据进行分析完成,受个人经验、水平和老式继保装置性能(xìng néng)的影响,易出现偏差。由于由微机继电保护组成综合自动化系统搜集了故障前后系统一次设备的运行状态、运行数据和变电站保护和故障录波的故障报告,可以综合线路两端保护动作信息及同一端的其它保护动作信息进行模糊分析,并依靠保护和故录的采样数据精确计算(calculate ),从而能够迅速准确的做出判断。
4、通过对微机继电保护装置的编程功能、开入量的综合利用实现电气设备本身的连锁和配合仪表DCS控制系统:可以通过利用西门子公司的第4代微机型保护7UM62装置内置于名为ANSI66的功能模块中的热模型,以高压异步电动机的定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)电流(Electron flow)为初始值,间接计算(calculate )出转子的实时温度(temperature),当该温度超过电机的再启动限值时,就不再允许电机再次启动,直到温度降低限值温度以下;我公司的热电联产的两台发电机组(16MW+30MW)西门子7UM62装置中的PLC编程模块对采集到的发电机的电流、电压进行分析判断发电机是否处于过负荷状态,一旦过负荷就送出两对节点,一对节点采集到总降PLC系统解列减载系统做为判据,一对节点被送到总降后台信息报警系统,提醒运行人员调整发电机运行状态。另外我们利用北京德威特公司的DVP9000系列的装置的12路开入量和12路出口继电器之间的相互关联和配合,把速断、差动保护动作信号关联闭锁电动机的合闸回路,防止工艺( technology)现场操作人员再次合于故障造成事故扩大;把开关柜的接地刀闸位置、断路器位置通过开入量接入微机继电保护装置,关联断路器的分、合闸回路,完善补充高压开关柜的 ;五防 ;措施;把设备现场分、合闸,DCS分、合闸,控制室分、合闸以及DCS工艺连锁信号引入微机继电保护装置,准确记录动作信息以便事故情况下快速确定具体的动作回路,分析查找原因解决故障。
5、遠距離對繼電保護裝置進行調整、切換,以便快速適應運行方式的調整變換,我公司使用(use)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置5套不同運行方式的保護定值且可以實現遠距離切換調整,便于調整運行方式時,及時調整繼電保護定值適應改方式下系統的安全(safe)穩定運行。
6、對系統中運行的繼電保護裝置(device)的可靠性進行分析研究,通過與繼電保護管理信息系統交換保護配置、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對繼電保護裝置的可靠性進行分析。SF6泄漏報警系統运用的正是红外光谱吸收技术。与其他檢測技術相比,运用红外光谱吸收技术检测SF6气体,检测精度高,稳定可靠,且不受环境温湿度等条件限制。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题,并暂时无法解决时,通过将此类装置的可靠性评价降低,减轻系统对此类保护的依赖,通过远程调整定值等手段,实现与上下级回路的保护的配合,防止因此类保护的拒动而扩大事故范围。

  三、存在的問題與解決方法
1、安全性(security)问题:由于电网继电保护综合自动化系统的功能强大,并且可以控制运行设备,与电网的安全稳定运行息息相关,因此在设计之初,就必须对系统的安全性问题给予足够重视。可以说,安全性解决的好坏,将是微机继电保护综合自动化系统能否运用的关键。初步设想,调度端服务器必须采用双机热备用方式保证硬件安全;通过远方修改保护定值时,客户机必须通过加密的数字签名核实调度端传送定值的可信度,并通过校验码及数据回送保证定值的可靠性。并且,当客户机向保护传送定值时,必须不能影响保护的正常性能(xìng néng)。在这方面,还需要做大量的工作。
2、規約問題,需要將全網所有微機保護、故障錄波器和現場智能采集設備聯系到了一起,如果能夠解決好信息的組織及傳輸規約,將對系統實施起到事半功倍的作用。因此,希望參照國外標准,盡快建立國內繼電保護信息組織規約。
    通过以上分析,我们可以看到随着微机继电保护在化工企业的广泛应用,变电站综合自动化系统的实现,将给化工企业的继电保护工作带来一次质的飞跃,它将能大大加强继电保护的效能和可靠性,对保证企业供电系统安全稳定运行具有重大的意义。SF6密度繼電器校驗儀采用高性能16位單片機進行檢測與控制,集成程度高。機電一體化設計,精度高,重複性好,可靠性高。配置了單色液晶屏和軟鍵盤人機接口,操作簡單,界面美觀,所有參數及狀態一目了然。希望今後科研、運行、設計人員加強對綜合利用微機繼電保護裝置和相關智能設備信息的研究,進一步提高微機繼電保戶綜合利用的科學性、合理性和快捷性。

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