電網(wǎng)備自投保護(hù)的常見(jiàn)問(wèn)題及廣域備自投保護(hù)的優(yōu)勢(shì)研究

傅震輝

（廣東電網(wǎng)公司河源供電局，廣東 河源517000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和電力系統(tǒng)復(fù)雜性的不斷提高、系統(tǒng)規(guī)模的日益增大，電網(wǎng)用戶對(duì)電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量、可靠性要求也不斷提高。而電力系統(tǒng)的備自投裝置能夠在系統(tǒng)由于故障等原因而斷開(kāi)主供電源的情況下，將備用電源自動(dòng)切入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電的及時(shí)恢復(fù)。因此，通過(guò)電網(wǎng)廣域備自投保護(hù)裝置的使用，能夠有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低電網(wǎng)故障帶來(lái)的損害，這對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

1 電網(wǎng)備自投保護(hù)概述

電力系統(tǒng)中的常規(guī)變電站微機(jī)型備自投保護(hù)裝置通常通過(guò)對(duì)涉及的電力設(shè)備的電壓、開(kāi)關(guān)量及電流等基本信息的采集，結(jié)合預(yù)定的控制邏輯，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)充放電的操作，當(dāng)電力系統(tǒng)的工作電源產(chǎn)生故障后，能夠及時(shí)完成備用電源的快速自動(dòng)切入。然而，對(duì)于常規(guī)的備自投保護(hù)裝置，一方面，其一般對(duì)動(dòng)作產(chǎn)生時(shí)給廣域電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)的作用考慮不夠，從而存在系統(tǒng)備用電源發(fā)生過(guò)負(fù)荷的可能性；另一方面，常規(guī)的備自投保護(hù)裝置和系統(tǒng)的安全自動(dòng)控制設(shè)備的協(xié)調(diào)存在一定困難。因此，為了確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、減小故障損害、有效提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，建立面向全電網(wǎng)的廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)很有必要。

電網(wǎng)備自投保護(hù)裝置按照其基本功能，可分為無(wú)壓、過(guò)載、穩(wěn)定控制、雙備用電源等幾種類型。以雙備用電源備自投保護(hù)裝置為例，該類型的備自投設(shè)備是針對(duì)系統(tǒng)中某些對(duì)運(yùn)行可靠性要求很高的關(guān)鍵負(fù)荷而設(shè)置的，這種情況下，系統(tǒng)對(duì)備自投保護(hù)的成功率要求很高，而通過(guò)雙備用電源備自投裝置能夠在一次備自投動(dòng)作未成功后，再一次啟動(dòng)備自投保護(hù)。電網(wǎng)備自投保護(hù)的基本原則如表1所示。

表1 電網(wǎng)備自投保護(hù)的基本原則［1］

2 電網(wǎng)備自投保護(hù)的常見(jiàn)問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)方法

2.1 電網(wǎng)備自投保護(hù)裝置的誤動(dòng)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)

若系統(tǒng)的備自投保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)著重從工作電源斷路器的輔助接點(diǎn)及絕緣兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。如果相應(yīng)的輔助常閉接點(diǎn)閉合，則一般原因?yàn)橄到y(tǒng)中一路工作電源的PT三相失壓，進(jìn)而引發(fā)相應(yīng)的斷路器發(fā)生無(wú)壓掉閘現(xiàn)象，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的備自投裝置發(fā)生動(dòng)作，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對(duì)工作電源的PT回路進(jìn)行故障排查。

在實(shí)踐中，針對(duì)微機(jī)型電網(wǎng)備自投保護(hù)設(shè)備，可以通過(guò)對(duì)其控制程序進(jìn)行修改，檢測(cè)系統(tǒng)母線發(fā)生失壓前進(jìn)線電源的各相電流來(lái)判斷故障類型。例如，若相應(yīng)電流突增，且大于其最大負(fù)荷電流值，則可判定為母線發(fā)生故障，對(duì)于這種情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)的備自投保護(hù)設(shè)備進(jìn)行瞬間放電操作，以防把系統(tǒng)的備用電源切入至發(fā)生故障的系統(tǒng)母線；若相關(guān)的電流值未發(fā)生突增，并小于其最大負(fù)荷電流值，則可判定為系統(tǒng)線路發(fā)生故障，對(duì)于這種情況，不應(yīng)當(dāng)對(duì)備自投設(shè)備進(jìn)行放電操作，可以通過(guò)備自投裝置的動(dòng)作來(lái)改善系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

2.2 電網(wǎng)備自投保護(hù)裝置的閉鎖問(wèn)題及應(yīng)對(duì)

電網(wǎng)備自投保護(hù)裝置的閉鎖涉及線路保護(hù)動(dòng)作閉鎖、手跳開(kāi)關(guān)閉鎖、主變保護(hù)動(dòng)作閉鎖等幾個(gè)方面。首先，關(guān)于系統(tǒng)線路保護(hù)動(dòng)作閉鎖，對(duì)于系統(tǒng)的備自投保護(hù)裝置裝設(shè)于110kV系統(tǒng)進(jìn)線的情況，一般要和110kV線路的各項(xiàng)保護(hù)進(jìn)行協(xié)調(diào)與配合，即若發(fā)生系統(tǒng)備自投保護(hù)裝置和其他保護(hù)的重合閘一起起作用的情況，在系統(tǒng)的備自投保護(hù)裝置發(fā)生動(dòng)作后，必須將相關(guān)的其他系統(tǒng)線路保護(hù)的重合閘進(jìn)行閉鎖，從而避免由于系統(tǒng)上一級(jí)線路發(fā)生事故停電后相應(yīng)的備自投錯(cuò)誤地切入故障線路的情況。同時(shí)，電力線路的保護(hù)動(dòng)作也要對(duì)備自投保護(hù)進(jìn)行閉鎖。其次，當(dāng)操作人員對(duì)備自投保護(hù)裝置的相關(guān)開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保備自投保護(hù)裝置不動(dòng)作，即應(yīng)使得手跳開(kāi)關(guān)對(duì)備自投保護(hù)裝置進(jìn)行閉鎖［2］。

3 廣域備自投保護(hù)的優(yōu)勢(shì)分析

在實(shí)際的電網(wǎng)備自投保護(hù)應(yīng)用過(guò)程中，和傳統(tǒng)的備自投保護(hù)裝置相比，廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)能夠借助能量管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的遙測(cè)及保護(hù)信號(hào)等進(jìn)行全面的采集，該類保護(hù)裝置的動(dòng)作及閉鎖條件對(duì)對(duì)側(cè)廠站和上級(jí)廠站等的運(yùn)行狀況進(jìn)行了充分的考慮，因而能夠讓系統(tǒng)備自投裝置的動(dòng)作更加科學(xué)，有利于有效避免系統(tǒng)相應(yīng)備自投保護(hù)裝置的誤動(dòng)、拒動(dòng)等故障。

（2）廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)能夠通過(guò)能量管理系統(tǒng)的分析，完成相關(guān)控制策略的校核功能。例如，它能夠?qū)ο到y(tǒng)的備自投裝置發(fā)生動(dòng)作之后的電網(wǎng)線路、變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)載情況時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的告警信息，并調(diào)整系統(tǒng)的備自投控制策略。此外，廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)溆秒娫磦?cè)的安全情況進(jìn)行考慮，避免過(guò)載現(xiàn)象引發(fā)的系統(tǒng)故障的蔓延。

（3）廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)能夠借助能量管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及其他保護(hù)信號(hào)進(jìn)行獲取，進(jìn)而判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)了線路故障，或者安全穩(wěn)定保護(hù)裝置是否正常動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)備自投保護(hù)裝置和系統(tǒng)安全穩(wěn)定保護(hù)裝置的高效合理配合，為廣域備自投設(shè)備使用率以及系統(tǒng)供電可靠性的提高提供可能。同時(shí)，廣域備自投保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)的日常維護(hù)工作匯集到相應(yīng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站來(lái)完成，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的各種運(yùn)行方式具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，這就降低了系統(tǒng)日常維護(hù)的工作強(qiáng)度及建設(shè)成本［3］。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)電網(wǎng)備自投保護(hù)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的不斷發(fā)展和電力系統(tǒng)的日益完善，其復(fù)雜性、規(guī)模都在不斷增長(zhǎng)，因此，電力單位應(yīng)當(dāng)從電網(wǎng)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程、工程驗(yàn)收、投入運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際條件，提高精細(xì)化、規(guī)范化管理的質(zhì)量，并不斷提高電網(wǎng)的自動(dòng)化水平及堅(jiān)強(qiáng)程度。

［1］覃家露.淺談備自投原理及保護(hù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用［J］.電氣工程應(yīng)用，2010（4）

［2］杜鵬，韓寶民.備用電源自投裝置的應(yīng)用及缺陷解決方案［J］.價(jià)值工程，2012（24）

［3］楊浚文，吳文傳，孫宏斌.一種基于EMS的廣域備自投控制系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010（11）