淺析220KV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)實(shí)施

何競(jìng)飛

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東 江門 529000）

在220kV變電站主變保護(hù)系統(tǒng)中，雙重化保護(hù)有著重大的作用,如果雙重化保護(hù)一旦出現(xiàn)技術(shù)問題影響將非常大。因此，必須要高度重視變電站的主變保護(hù),由于后備保護(hù)原理上的缺陷難以實(shí)施有效保護(hù)，所以，必須對(duì)220kV變電站進(jìn)行主變保護(hù)雙重化保護(hù),以確保220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)安全高效、平穩(wěn)運(yùn)行，確保電力系統(tǒng)的萬(wàn)無(wú)一失。本文對(duì)220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選型、自動(dòng)化原則等方面了探討，對(duì)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平起到了重要作用。

1 220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)中技術(shù)研究方向

1.1 220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)智能綜合自動(dòng)化技術(shù)

基于我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場(chǎng)發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況，認(rèn)真研究了電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)模式，深入探討并明確了運(yùn)營(yíng)流程中各步驟的具體規(guī)則，提出了適合我國(guó)現(xiàn)階段電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式。對(duì)220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)化原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)裝置中，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平。

例如，在江門的220kV變電站工程，通過對(duì)本工程220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)智能綜合自動(dòng)化技術(shù)分析表明，本工程運(yùn)行對(duì)產(chǎn)生的影響主要為：主變運(yùn)行產(chǎn)生的廠界噪聲滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，站址周圍敏感目標(biāo)出的聲環(huán)境略有增加，但滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。變電站為全戶內(nèi)布置，變電站運(yùn)行產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)滿足4kV/m、磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足0.1mT推薦的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。變電站運(yùn)行產(chǎn)生的無(wú)線電干擾在頻率為0.5MHz的好天條件下不大于53dB（μV/m）的允許值。這充分表達(dá)了對(duì)220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)的研究，綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。智能保護(hù)與合自動(dòng)化保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.2 220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字、配網(wǎng)模型、高級(jí)應(yīng)用軟件、信息配網(wǎng)一體化方面取得了重大技術(shù)突破。其中，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的技術(shù)難題。采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計(jì)算，應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段，對(duì)在線測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)相角測(cè)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制進(jìn)行220kV變電站主變保護(hù)雙重化測(cè)試，對(duì)小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)進(jìn)行220kV變電站保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)化安全檢測(cè)，對(duì)于非線性調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化仿真、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法進(jìn)行專業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)測(cè)定。

同時(shí)，220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)，在技術(shù)應(yīng)上也達(dá)到了一定的水準(zhǔn)。比如，電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在非線性理論上應(yīng)用，再比如，小波理論在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面，變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)采用分析與控制的新理論，建立了新模型和新手段，并且進(jìn)行了深層次方面的研究。

1.3 220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)技術(shù)配置原則

堅(jiān)持兩套獨(dú)立的主保護(hù)原則，可以設(shè)計(jì)在獨(dú)立電流互感器和主變套管電流互感器間進(jìn)行切換,當(dāng)旁路斷路器代主變斷路器運(yùn)行時(shí),第一套主保護(hù)應(yīng)相應(yīng)切到旁路斷路器的電流互感器。在選擇可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式方面，在實(shí)際使用中可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況,除非電量保護(hù)必須投跳外,應(yīng)選擇合理、可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式。要嚴(yán)格執(zhí)行《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)實(shí)施細(xì)則》中有關(guān)保護(hù)規(guī)定,提高保護(hù)抗干擾能力。提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測(cè)試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。

堅(jiān)持智能化與科學(xué)化原則，集中監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)方調(diào)度功能，220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)，采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進(jìn)行測(cè)量，省掉電量變送器，有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。220kV主變壓器應(yīng)采用兩套獨(dú)立的主保護(hù),每套主保護(hù)均應(yīng)配置完整的后備保護(hù),同時(shí)必須保證兩套主、后備保護(hù)在交、直流回路上的獨(dú)立性。正常運(yùn)行方式下,兩套獨(dú)立的主保護(hù)宜同時(shí)投入。

2 科學(xué)化應(yīng)用220kV變電站主變保護(hù)雙重保護(hù)措施

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展以及高性能計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn),可以便捷地實(shí)現(xiàn)主保護(hù)與后備保護(hù)合一的主變壓器保護(hù)的雙重化保護(hù)。在實(shí)踐過程中,考慮盡量減少接線,以減少因二次回路接線復(fù)雜導(dǎo)致的差錯(cuò)或隱患。

2.1 主變保護(hù)雙重化220kV側(cè)后備保護(hù)

采用帶偏移特性的阻抗保護(hù),保護(hù)正方向指向變壓器,實(shí)現(xiàn)220kV阻抗保護(hù)。變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計(jì)算用屏蔽電纜，使用一對(duì)備用一對(duì)，也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。比如，在開平市第三座220kV變電站工程啟動(dòng)時(shí)考慮使用光纜，電力監(jiān)控器應(yīng)由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。這樣，防止變壓器低阻抗保護(hù)在電壓二次回路失壓、斷線閉鎖以及切換過程交流和直流失壓等異常情況下的誤動(dòng)。開平市第三座220kV變電站也成為了一項(xiàng)比較成功的電站工程，其技術(shù)水平達(dá)到了世界領(lǐng)先。

2.2 220kV主變雙重化綜合保護(hù)

采取二段式保護(hù)，保護(hù)為單相式延時(shí)動(dòng)作于信號(hào),實(shí)現(xiàn)公共繞組過負(fù)荷保護(hù)。失靈起動(dòng)接點(diǎn)與電流判斷過流接點(diǎn)串聯(lián),經(jīng)硬壓板構(gòu)成失靈起動(dòng)回路。配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)，大都采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進(jìn)行測(cè)量，省掉了電量變送器，有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研究。

在新技術(shù)的研究方面，比如，中科院的《電力雙重化保護(hù)實(shí)施方案》指出，220kV主變雙重化綜合保護(hù)系統(tǒng)以及變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)方調(diào)度于一體，在變配電自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選用。變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用一定要科學(xué)、合理，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供精確的數(shù)據(jù)，為提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)做好技術(shù)保障。設(shè)置獨(dú)立的電源回路,按變壓器廠的要求,跳閘型非電量瞬時(shí)或延時(shí)跳閘,信號(hào)型非電量瞬時(shí)發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主變保護(hù)雙重化電量保護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)外220kV以上高壓輸電線路由于繼電保護(hù)選擇性的需要,皆配有縱聯(lián)保護(hù),以確保全線路范圍故障都能瞬時(shí)切除故障,并具有較高的靈敏度,使之具有一定的耐過渡電阻能力。220kV變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)的選用一定要科學(xué)、合理，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供精確的數(shù)據(jù)，為提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)做好技術(shù)保障，以實(shí)現(xiàn)主變保護(hù)雙重化電量保護(hù)。

[1]王仁.220kV變電站保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用思考[J].北京技術(shù),2009.(11)

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[3]楊美斌.220k變電站主變保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新[J].河北教育,2008.(6)