繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置及檢修分析

黃建新

（金華電業(yè)局高壓工區(qū)，浙江 建德 311600）

前言

隨著微機(jī)繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用和變電站綜合自動(dòng)化水平的不斷提高,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(yùn)行人員可以從中獲取更多的一、二次設(shè)備的實(shí)時(shí)信息。但是,由于目前的微機(jī)型二次設(shè)備考慮較多的是對(duì)以往設(shè)備功能的替代,導(dǎo)致這些設(shè)備基本上是獨(dú)立運(yùn)行,致使它們采集的大量信息白白流失,未能得到充分利用。

電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用,對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。近幾年,計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,使綜合利用整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息成為可能。電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是綜合利用整個(gè)電網(wǎng)智能設(shè)備所采集的信息,自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算分析,并調(diào)整繼電保護(hù)的工作狀態(tài),以確保電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 電力系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的狀態(tài)

當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能及時(shí)發(fā)出信號(hào)或警報(bào),通知運(yùn)行值班人員進(jìn)行處理；而當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生事故時(shí)，它能自動(dòng)地將故障切除，限制事故的范圍。繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，防止事故發(fā)生和擴(kuò)大起到關(guān)鍵性的作用。目前，有數(shù)據(jù)表明：電力系統(tǒng)因繼電保護(hù)引起的事故呈上升趨勢(shì)，造成局部電網(wǎng)解列失壓，帶來不少經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)電網(wǎng)安全構(gòu)成很大威脅。

2 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

繼電保護(hù)裝置的基本要求

3 繼電保護(hù)裝置的校驗(yàn)周期及內(nèi)容

為了保證電力系統(tǒng)故障情況下，繼電保護(hù)裝置能正確動(dòng)作，對(duì)運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置及其二次回路應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)和檢查。對(duì)一般10kV 用戶的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)每兩年進(jìn)行一次校驗(yàn)；對(duì)供電可靠性要求較高的用戶以及60kV及以上的用戶,一般每年應(yīng)進(jìn)行一次校驗(yàn)。此外，在繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)備改造、更換；檢修后以及在發(fā)生事故后，都應(yīng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充校驗(yàn)。對(duì)于變壓器的瓦斯保護(hù)，應(yīng)結(jié)合變壓器大修同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)瓦斯繼電器，一般每三年進(jìn)行一次內(nèi)部檢查，每年進(jìn)行一次充氣試驗(yàn)。對(duì)運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)按下列項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)：a.對(duì)繼電器進(jìn)行機(jī)械部分檢查及電氣特性試驗(yàn)。b.二次回路絕緣電阻測(cè)量。c.二次通電試驗(yàn)d.保護(hù)裝置的整組動(dòng)作檢驗(yàn)。

4 繼電保護(hù)裝置及二次線巡視檢查

變、配電所的值班人員應(yīng)定期對(duì)繼電保護(hù)裝置及其二次線進(jìn)行巡視檢查，內(nèi)容如下。

4.1 各類繼電器外殼有無破損，整定值的位置是否變動(dòng)。

4.2 查看繼電器有無接點(diǎn)卡住、變位傾斜、燒傷、脫軸、脫焊等情況。

4.3 感應(yīng)型繼電器的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，經(jīng)常帶電的繼電器接點(diǎn)有無大的抖動(dòng)及磨損，線圈及附加電阻有無過熱現(xiàn)象。

4.4 壓板及轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置是否與運(yùn)行要求一致。

4.5 各種信號(hào)指示是否正常。

4.6 有無異常聲響、發(fā)熱冒煙以及燒焦等異常氣味。

5 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)

5.1 在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并立即向主管部門報(bào)告。

5.2 繼電保護(hù)動(dòng)作開關(guān)跳閘后，應(yīng)檢查保護(hù)動(dòng)作情況并查明原因?；謴?fù)送電前，應(yīng)將所有的掉牌信號(hào)全部復(fù)歸，并記入值班記錄及繼電保護(hù)動(dòng)作記錄中。

5.3 檢修工作中，如涉及供電部門定期校驗(yàn)的進(jìn)線保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)與供電部門進(jìn)行聯(lián)系。

5.4 值班人員對(duì)保護(hù)裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換轉(zhuǎn)換開關(guān)及卸裝保險(xiǎn)等工作。

5.5 在二次回路上的一切工作，均應(yīng)遵守《電氣安全工作規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，并有與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備符合的圖紙作依據(jù)。傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備檢修，依據(jù)《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例》的要求，對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置及二次回路接線進(jìn)行定期檢驗(yàn)，以確保裝置完好、功能正常，確?；芈方泳€及定值正確。若保護(hù)裝置在兩次校驗(yàn)之間出現(xiàn)故障，只有等保護(hù)裝置功能失效或等下一次校驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。如果這期間電力系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)將不能正確動(dòng)作。保護(hù)裝置異常是電力系統(tǒng)非常嚴(yán)重的問題。因此，電氣二次設(shè)備同樣需要進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)行狀態(tài)檢修模式。

6 電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分析

6.1 實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)

電網(wǎng)繼電保護(hù)的整定計(jì)算十分復(fù)雜,由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)以預(yù)先整定、實(shí)時(shí)動(dòng)作為特征,保護(hù)定值必須適應(yīng)所有可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式的變化。電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以徹底改變這種局面。只要在調(diào)度端的服務(wù)器安裝故障計(jì)算及繼電保護(hù)定值綜合分析程序,依靠從EMS 系統(tǒng)獲得的系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),就可以迅速準(zhǔn)確的判出當(dāng)前繼電保護(hù)裝置整定值的可靠性,如出現(xiàn)部分后備保護(hù)定值不配合時(shí),根據(jù)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得的線路縱聯(lián)保護(hù)及母差保護(hù)的投入情況,確定是否需要調(diào)整定值。如需要調(diào)整,可通過調(diào)度端服務(wù)器向變電站的客戶機(jī)下達(dá)指令,由客戶機(jī)動(dòng)態(tài)修改保護(hù)定值,從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)。以上所有計(jì)算分析工作,均依靠調(diào)度端服務(wù)器實(shí)時(shí)自動(dòng)完成,這樣,繼電保護(hù)整定值就無需預(yù)先考慮那些出現(xiàn)機(jī)率很小的組合方式,從而解決困擾繼電保護(hù)整定計(jì)算工作的不同運(yùn)行方式下可靠性與選擇性存在矛盾的問題。為提高可靠性,保護(hù)定值的自適應(yīng)可與調(diào)度系統(tǒng)的檢修申請(qǐng)相結(jié)合。

當(dāng)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得計(jì)劃檢修工作申請(qǐng)后,即通過計(jì)算分析,事先安排定值的調(diào)整,并做相應(yīng)的事故預(yù)想(如在檢修基礎(chǔ)上再發(fā)生故障時(shí)保護(hù)的配合關(guān)系計(jì)算),從而大大提高系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的效能和安全水平。

6.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位

目前的保護(hù)和故障錄波器的故障測(cè)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(hào)的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問題而難以在電力生產(chǎn)中得到較好的運(yùn)用。而故障分析法如果想要準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位,必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運(yùn)行方式、與相鄰線的互感等信息,很顯然,僅利用保護(hù)或故障錄波器自己采集的數(shù)據(jù),很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。另外,對(duì)于比較復(fù)雜的故障,比如跨線異名相故障,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,因此,往往出現(xiàn)誤報(bào)。

6.3 完成事故分析及事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策

系統(tǒng)發(fā)生事故后,往往有可能伴隨著其它保護(hù)的誤動(dòng)作。傳統(tǒng)的事故分析由人完成,受經(jīng)驗(yàn)和水平的影響,易出現(xiàn)偏差。由于電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)搜集了故障前后系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和變電站保護(hù)和故錄的故障報(bào)告,可以綜合線路兩端保護(hù)動(dòng)作信息及同一端的其它保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行模糊分析,并依靠保護(hù)和故錄的采樣數(shù)據(jù)精確計(jì)算,從而能夠迅速準(zhǔn)確的做出判斷,實(shí)現(xiàn)事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。

6.4 實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修

根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)存在缺陷、二次回路維護(hù)不良、廠家制造質(zhì)量不良往往是繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的主要原因。由于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有自檢及存儲(chǔ)故障報(bào)告的能力,因此,可以通過電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。

6.5 線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行分析,并提供解決方案

隨著電網(wǎng)的發(fā)展,系統(tǒng)穩(wěn)定問題日益突出。故障能否快速切除成為系統(tǒng)保持穩(wěn)定的首要條件,這就對(duì)線路縱聯(lián)保護(hù)的投入提出較高要求。但是,在目前情況下,由于通道或其它因素的影響,導(dǎo)致線路雙套縱聯(lián)保護(hù)退出時(shí),只能斷開線路以保證系統(tǒng)穩(wěn)定和后備保護(hù)的配合。

6.6 系統(tǒng)中運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析

通過與繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)交換保護(hù)配置、服役時(shí)間、各種保護(hù)裝置的正動(dòng)率及異常率等信息,電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性分析。特別是當(dāng)某種保護(hù)或保護(hù)信號(hào)傳輸裝置出現(xiàn)問題,并暫時(shí)無法解決時(shí),通過將此類裝置的可靠性評(píng)價(jià)降低,減輕系統(tǒng)對(duì)此類保護(hù)的依賴,通過遠(yuǎn)程調(diào)整定值等手段,實(shí)現(xiàn)周圍系統(tǒng)保護(hù)的配合,防止因此類保護(hù)的拒動(dòng)而擴(kuò)大事故。

7 結(jié)束語

我們可以看到電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),將給電網(wǎng)繼電保護(hù)工作帶來一次質(zhì)的飛躍,它將能大大強(qiáng)繼電保護(hù)的效能和可靠性,對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。希望今后科研、運(yùn)行、設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)綜合利用整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息的研究,爭取盡快將此類系統(tǒng)投入電網(wǎng)運(yùn)行。

[1]蒼洪途，任麗茹.電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究[J].吉林電力，2005-02-28.