智能变电站故障录波与网络信息分析课件
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智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现摘要南京南瑞继保电气有限公司的研究人员何君、刘明慧等,在2018年第8期《电气技术》杂志上撰文,通过分析智能变电站网络分析装置和故障录波装置发展现状,提出了一种适用于网络分析和故障录波应用场景的一体化系统设计方案。
系统结构由管理单元和采集单元组成,文中阐述了系统信息采集方案和数据处理流程,并分别论述了管理单元和采集单元的软件实现方案,解释了管理单元和采集单元总体功能定义和各应用模块组成架构。
通过实例对比分析,指出了一体化设计的优势,总结了设计方案的实用性和有效性。
文献[13]提出管理单元和前置采集单元的一体化系统设计架构,系统内部使用站控层MMS网络通信。
文献[14]提出“分散采集+集中分析”的思想,同样基于管理单元和采集单元架构,采集单元负责采集网络报文,管理单元实时分析和记录。
上述文献基于单装置的设计不能满足不同规模数据流量和组网方式情况下网络报文数据的采集要求。
基于采集单元和管理单元的系统设计缺乏统一的技术标准,采集单元和管理单元功能定位不够合理,“分散采集+集中分析”对管理单元实时性能要求较高,未充分发挥采集单元的作用,采集单元和管理单元采用站内MMS网络通信不适应现行标准和规范对于网络分析记录装置的要求。
本文基于“分散采集分析+集中配置展示”思路,提出一种新的网络报文分析和故障录波一体化系统设计,系统由多(单)台套采集单元和一台管理单元组成,采集单元实现报文实时采集分析和故障录波功能,管理单元负责系统配置及分析结果的展示。
1 系统设计本文设计的网分报文分析与故障录波一体化系统采其系统架构图如图1所示。
图1 系统架构为适应不同电压等级和不同组网方式智能变电站的报文采集需求,系统基于分散采集分析和集中展示的思路,采集单元完成报文采集、记录、分析以及故障录波功能,管理单元承担网络报文分析及故障录波后台功能。
采集单元通过高速采集口采集过程层网络、站控层网络和站内调度通信网络报文,广播报文或GOOSE、SV等组播报文直接将交换机转发范围内的某端口接入采集端口,MMS、104等单播报文需要在交换机上做镜像,然后将镜像端口接入采集端口。
幻灯片1故障录波图分析幻灯片2在我们的日常生产中经常需要通过录波图来分析电力系统到底发生了什么样的故障?保护装置的动作行为是否正确?二次回路接线是否正确?CT、PT极性是否正确等等问题。
接下来我就先讲一下分析录波图的基本方法:1、当我们拿到一张录波图后,首先要通过前面所学的知识大致判断系统发生了什么故障,故障持续了多长时间。
2、以某一相电压或电流的过零点为相位基准,查看故障前电流电压相位关系是否正确,是否为正相序?负荷角为多少度?3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准,确定故障态各相电流电压的相位关系。
(注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分,因为这两个区间一是非周期分量较大,二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大,容易造成错误分析)4、绘制向量图,进行分析。
幻灯片3第一节单相接地短路故障录波图分析幻灯片4分析单相接地故障录波图要点:1、一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电压。
2、电流增大、电压降低为同一相别。
3、零序电流相位与故障相电流同向,零序电压与故障相电压反向。
4、故障相电压超前故障相电流约80度左右;零序电流超前零序电压约110度左右。
当我们看到符合第1条的一张录波图时,基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障;若符合第2条可以确定电压、电流相别没有接错;符合第3条、第4条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题幻灯片5(不考虑电压、电流同时接错的问题,对于同时接错的问题需要综合考虑,比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图,对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的,那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试)。
若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况,那么需要仔细分析,查找二次回路是否存在问题。
这里需要特别说明一下南瑞公司的900系列线路保护装置,该系列保护在计算零序保护时加入了一个78度的补偿阻抗,其录波图上反映的是零序电流超前零序电压180度左右。