110KV智能變電站繼電保護(hù)若干問題研究

尤鋒 王仕俊

【摘要】隨著 我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力能源已經(jīng)成為工業(yè)化進(jìn)程的主要能源，在這個(gè)過程中國家對于智能變電站的研究也在深入，可是在智能變電站建設(shè)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，經(jīng)過對這些問題進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是由于智能變電站繼電保護(hù)造成的，有些是在變電站設(shè)計(jì)時(shí)繼電保護(hù)不合理，也有些是在變電站運(yùn)行過程中出現(xiàn)了問題，所以在本文中就詳細(xì)介紹下智能變電站繼電保護(hù)的合理配置，以及運(yùn)行過程中應(yīng)該注意哪些問題。

【關(guān)鍵詞】能變電站；繼電保護(hù)；配置原則；檢測內(nèi)容

一、引言

隨著國家對于電力設(shè)施的大力建設(shè)，這也就給供電企業(yè)帶來了巨大的壓力。國家也就針對供電企業(yè)出臺(tái)了一系列的政策措施，供電企業(yè)如果在市場經(jīng)濟(jì)下立于不敗之地，就不能僅僅局限在供電量上，還要進(jìn)一步提高供電質(zhì)量和服務(wù)，要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求。但是在我國智能變電站中還是存在著一大批傳統(tǒng)配電網(wǎng)，這些配電網(wǎng)電力設(shè)施已經(jīng)老化，供電線路復(fù)雜，經(jīng)常容易出現(xiàn)電網(wǎng)短路事故，其中最為嚴(yán)重的問題是傳統(tǒng)電網(wǎng)的高耗能問題，每年供電企業(yè)都要為此付出大筆經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。對于智能變電站這一問題在近些年尤為突出，電網(wǎng)電力設(shè)施經(jīng)常出現(xiàn)燒毀器件的現(xiàn)象，同時(shí)很多變電站經(jīng)常出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停電問題，這就直接影響了工業(yè)生產(chǎn)和人民生活，對此供電企業(yè)在近些年采用了繼電保護(hù)的對策，但是在進(jìn)行繼電保護(hù)過程中要如何實(shí)現(xiàn)合理配置，這才是對智能變電站正常運(yùn)行的前提保障。

二、智能變電站繼電保護(hù)中存在的問題

1.在很多地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)中都安裝了配電網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)，但是由于早期電網(wǎng)建設(shè)水平能力的不足，這些配電網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)也就沒有什么科技含量，只能滿足正常運(yùn)行，這就給電網(wǎng)運(yùn)行中電源點(diǎn)容量和電能輸出造成了極大的限制，也是我國供電企業(yè)目前比較重視的。

2.由于近些年我國大力倡導(dǎo)城鎮(zhèn)建設(shè)，電力設(shè)施也在不斷擴(kuò)張，很多地區(qū)電力配套設(shè)施出現(xiàn)了滯后問題，電網(wǎng)輸電線路過長，負(fù)荷過高，這就造成了一種瓶頸困難，如果電網(wǎng)產(chǎn)生的電能不能及時(shí)輸送給用戶，就會(huì)造成大面積的停電事故，嚴(yán)重影響著工業(yè)生產(chǎn)和人民正常生活。

3.在傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)中的出線通道設(shè)計(jì)與當(dāng)今城鎮(zhèn)建設(shè)存在著差異，很多地方由于都有電纜建設(shè)無法按正常計(jì)劃施工，或者有些地方根本不具備高空架設(shè)電網(wǎng)線路的條件，這就給電網(wǎng)建設(shè)造成了極大的困難。

4.對于我國早期建設(shè)的電網(wǎng)線路使用都不符合國際電網(wǎng)線路規(guī)格，線路較細(xì)，而且電網(wǎng)運(yùn)行這些年供電企業(yè)維護(hù)較差，很多電力設(shè)備都因?yàn)槟昃檬蕹霈F(xiàn)絕緣問題，線路老化，而且傳統(tǒng)的電力設(shè)備在耗能問題上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的電力設(shè)備，這就給電網(wǎng)運(yùn)行帶來線損消耗，給供電企業(yè)帶來直接地經(jīng)濟(jì)損失，造成了大量電力能源的浪費(fèi)，甚至有些地方還對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

5.在供電企業(yè)對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)總會(huì)出現(xiàn)大量的干擾因素，這些因素產(chǎn)生的主要原因就是傳統(tǒng)電網(wǎng)中電力設(shè)備年久失修老化嚴(yán)重，技術(shù)性能差，這樣就造成了很多地區(qū)經(jīng)常會(huì)發(fā)生電力事故，而且基本大多數(shù)電力事故都是由于電力設(shè)備打火或者短路引起，對于電網(wǎng)正常運(yùn)行遺留了極大地隱患。

三、110kV智能變電站保護(hù)配置情況

通常在110V智能變電站中除了用常規(guī)隔離開關(guān)作為繼電保護(hù)裝置以外，在一些線路支路處還會(huì)安裝一些先進(jìn)的電能計(jì)量裝置，比如電流互感器和電壓互感器，同時(shí)還有單獨(dú)的監(jiān)測系統(tǒng)。智能變電站無論從建設(shè)結(jié)構(gòu)還是設(shè)施配置上都在傳統(tǒng)變電站基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，采用了大量的先進(jìn)電力設(shè)備，結(jié)合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在自動(dòng)化程度上也有了較大提升。

在智能變電站內(nèi)過程層采用SV網(wǎng)絡(luò)和GOOSE網(wǎng)絡(luò)合并組網(wǎng)方案，站內(nèi)保護(hù)配置有線路縱差保護(hù)、母差保護(hù)、故障錄波器等，110kV母差、主變及110kV智能終端，合并單元按雙重化配置。

在智能變電站設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的是采用了雙重化配置，主要是運(yùn)用了第一套智能電子設(shè)備和母線聯(lián)鎖保護(hù)裝置，通過建立了A、B網(wǎng)將智能終端信號(hào)引入到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，在智能變電站中的相關(guān)規(guī)程要求都明確規(guī)定GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)獨(dú)立，而且在智能變電站中還采用了“直采直跳”的原則進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)跳閘設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)的好處就是可以有利于第三方進(jìn)行實(shí)行監(jiān)控，但是在這個(gè)過程中智能變電站的數(shù)字化保護(hù)性能對于網(wǎng)絡(luò)的依靠性會(huì)加大，這樣也會(huì)對保護(hù)裝置及時(shí)作出反應(yīng)造成一定的影響，所以在建造智能變電站時(shí)對于繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。

四、站內(nèi)各設(shè)備的保護(hù)配置

1.智能變電站線路保護(hù)

在110V智能變電站建設(shè)過程中首先要考慮的是對變電站線路的保護(hù)，在線路遇到突發(fā)事故時(shí)要自動(dòng)報(bào)警，這時(shí)就需要在線路中安裝斷路器等裝置，可以直接跳閘，確保線路受到更嚴(yán)重的損壞。然后安裝保護(hù)測控裝置，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將測控信號(hào)連接到每條支路上，這樣就能將各個(gè)單元和智能終端相連，實(shí)現(xiàn)直接采樣地功能，同時(shí)還要通過安裝電流互感器和電壓互感器對線路進(jìn)行監(jiān)測，定期對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，對于數(shù)據(jù)變化較大的線路要進(jìn)行排除，減少隱患的出現(xiàn)。

2.變壓器補(bǔ)償保護(hù)

通常在電網(wǎng)設(shè)施中的補(bǔ)償裝置主要有靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并取電容器等。這些裝置的主要作用就是可以通過相互間的結(jié)合改變電網(wǎng)線路中輸送無功功率的因數(shù)，通過因數(shù)的改變實(shí)現(xiàn)變壓器和供電廠的無功損耗功率的減少。在我國電網(wǎng)設(shè)施中最為常見的就是在10KV配電網(wǎng)中安裝這些補(bǔ)償裝置，同時(shí)還要在電網(wǎng)母線上集中安裝電容器組，這樣補(bǔ)償裝置就會(huì)增大補(bǔ)償容量，尤其在我國農(nóng)村地區(qū)用電高峰期時(shí)電網(wǎng)負(fù)荷能力較大，也就造成電力設(shè)備負(fù)荷較低，如果電網(wǎng)長期不間斷運(yùn)行就會(huì)造成無功負(fù)荷的持續(xù)增加，容易出現(xiàn)電網(wǎng)事故。針對這些問題供電企業(yè)采用了大容量無功補(bǔ)償裝置自動(dòng)投切，降低了電網(wǎng)的無功損耗，實(shí)現(xiàn)了變電所集中補(bǔ)償保護(hù)。

五、站內(nèi)繼電保護(hù)的測試檢驗(yàn)

1.以前合并器的光數(shù)字信號(hào)可以代替輸入保護(hù)裝置的電壓、電流模擬量，而傳統(tǒng)的保護(hù)測試儀只能輸出模擬量，會(huì)有一定的誤差，隨著不斷的完善現(xiàn)在有光數(shù)字保護(hù)測試儀，可以用光數(shù)字保護(hù)測試儀直接從保護(hù)裝置的光纖以太網(wǎng)口輸入測試，這樣一來數(shù)字信號(hào)就非常精確了，而且操作也簡單化了，省去了以前很多麻煩的步驟，但是也相應(yīng)會(huì)有一些缺陷，要求相應(yīng)的提高了，比如必須要考慮有跨間隔數(shù)據(jù)要求的保護(hù)裝置（如變壓器差動(dòng)保護(hù)、母線保護(hù)）在不同間隔間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在時(shí)間上一定要一直才行，要是差距比較大的話，將很難滿足保護(hù)裝置的要求。

2.對于智能變電站中的一次設(shè)備和二次設(shè)備，要采用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)發(fā)送和采集的方式，通過信號(hào)的采集智能終端會(huì)進(jìn)行分析，然后做出指令，尤其是在遇到設(shè)備故障時(shí)這種方式可以在第一時(shí)間內(nèi)停止設(shè)備運(yùn)行，確保設(shè)備不會(huì)受到過大損壞，這種方式主要是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行檢修方式建立的，在一定程度上提高了安全性。

3.在110V智能變電站設(shè)計(jì)中對于信號(hào)的采集主要通過GOOSE協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行的，將傳統(tǒng)的信號(hào)采集方式進(jìn)行了改革，運(yùn)用GOOSE報(bào)文的方式將不用信號(hào)分離開，這樣就不會(huì)造成信號(hào)間的誤差，造成信號(hào)錯(cuò)誤的情況出現(xiàn)。

六、總結(jié)

隨著國家電力能源的需求不斷增加，智能變電站的建設(shè)就尤為重要，既要確保電能質(zhì)量還要確保變電站的高效運(yùn)行。在智能變電站繼電保護(hù)方面的研究已經(jīng)成為重點(diǎn)，在本文中就將這作為課題進(jìn)行了研究，從而解決了智能變電站中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題。

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