智能變電站繼電保護(hù)配置分析

安徽省合肥供電公司 李 品 林志勇

?

智能變電站繼電保護(hù)配置分析

安徽省合肥供電公司 李 品 林志勇

【摘要】對于智能變電站來說，繼電保護(hù)配置是其十分關(guān)鍵的構(gòu)成部分，在繼電保護(hù)配置滿足各種性質(zhì)的基礎(chǔ)上，可以把整個繼電保護(hù)配置分解成不同層次。本文針對智能變電站的繼電保護(hù)配置進(jìn)行全面的分析，從而有效的提高智能變電站繼電保護(hù)的安全性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護(hù)；配置

引言

近幾年，在電力系統(tǒng)的不斷建設(shè)中，智能電氣裝備開始被廣泛普及，而且與這種裝備配置有關(guān)的技術(shù)也開始逐漸增多，使得現(xiàn)代化的智能變電站開始成為變電站的未來發(fā)展趨勢。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，這種繼電保護(hù)配置在智能變電站中已經(jīng)成為了十分重要的組成部分，同時也受到了人們的高度關(guān)注，因此，為了進(jìn)一步提高智能變電站的有效性和穩(wěn)定性，需要對變電站內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)通訊互聯(lián)網(wǎng)、以及各種方式等內(nèi)容做統(tǒng)一管理，所以我們對該繼電保護(hù)配置的分析和研究也十分有必要。

一、繼電保護(hù)配置分析

目前，隨著國家電力行業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域?qū)^電保護(hù)設(shè)備的要求越來越高，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展又給繼電保護(hù)技術(shù)帶來了新的活力，在一段時間的發(fā)展進(jìn)程中，變電站繼電保護(hù)已走進(jìn)微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展階段。一臺完整的繼電保護(hù)裝置主要由兩部分組成，分別是硬件和軟件。其中，軟件主要指在計(jì)算機(jī)程序中，根據(jù)相關(guān)的保護(hù)原理對硬件加以控制，按照順序完成計(jì)算機(jī)中各種執(zhí)行命令的操作。其硬件配置主要包括數(shù)字核心部件、模擬量輸入接口部件和開關(guān)量輸入接口部件，下面我們就來具體分析一下。

1.數(shù)字核心部件

繼電保護(hù)中硬件配置的數(shù)字核心部件主要是一臺專門設(shè)計(jì)的微型計(jì)算機(jī)，通常由中央處理器、存儲器等各個部分構(gòu)成，在數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的作用下形成一個完整的系統(tǒng)。繼電保護(hù)程序主要在數(shù)字核心部件中指揮每一個外圍接口的部件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到處理數(shù)字信號的目的，最終實(shí)現(xiàn)其保護(hù)原理。

2.模擬量輸入接口部件

繼電保護(hù)裝置在判斷電力系統(tǒng)是否處在不正常狀態(tài)時依據(jù)的主要是模擬電量。電力系統(tǒng)中的模擬電量包括交流電量、直流電量和各種非電量。而模擬量輸入接口部件主要是把電力傳感器輸入的模擬電量準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量，并把其運(yùn)輸?shù)綌?shù)字核心部件中加以處理。

3.開關(guān)量輸入接口部件

開關(guān)量主要是能夠反映出“是”或者“不是”這兩個狀態(tài)的邏輯變量，比如控制信號中“有”或者“沒有”等等。變電站中的繼電保護(hù)裝置通常需要掌握開關(guān)量的實(shí)際狀況才能做出精準(zhǔn)的反映，從而避免內(nèi)部弱點(diǎn)電子電路不受外界的侵入。

二、繼電保護(hù)配置機(jī)構(gòu)

目前，數(shù)字化變電站主要是在自動化一次設(shè)備的基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，并以IEC61850為前提，最終達(dá)到資源共享的目標(biāo)，同時具有繼電保護(hù)等功能的一種現(xiàn)代化變電站。

1.過程層

過程層在對繼電進(jìn)行保護(hù)時主要是運(yùn)用快速跳閘裝置進(jìn)行的。先對電力運(yùn)行過程中的電氣量進(jìn)行監(jiān)控，例如電流、相位等，并在交換機(jī)的作用下在網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到傳遞信息的目的。其次，要檢測各種運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)以及其隔離開關(guān)等設(shè)備的工作狀態(tài)等。然后，需對直流電源的充放電加以控制。

2.間隔層

間隔層主要起到保護(hù)和控制設(shè)備的作用，對間隔層的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集，并控制命令所發(fā)出的優(yōu)先級別等等。

3.控制層

控制層的設(shè)備有主機(jī)、轉(zhuǎn)換器等等。它的作用主要是對整個變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時匯總并整理，刷新數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，并把所收集到的信息傳輸給監(jiān)控中心，除此之外，還可以運(yùn)用各種不同的運(yùn)行方式，預(yù)先結(jié)合離線定制整定算法，確定系統(tǒng)在運(yùn)行過程中對所產(chǎn)生的狀況自動切換到已經(jīng)事先設(shè)定好的保護(hù)定值區(qū)內(nèi)。智能變電站根據(jù)對象所進(jìn)行保護(hù)裝置的配置和使用常規(guī)互感器是一樣的，將傳統(tǒng)方法中的保護(hù)裝置，即交流量插件以光纖接口替換。

三、繼電保護(hù)的相關(guān)問題

1.在智能變電站的系統(tǒng)中，電流速斷是主要保護(hù)方法，這種保護(hù)是在最大運(yùn)行狀態(tài)下利用系統(tǒng)線路的末端三相短路電流。不過因這種保護(hù)方式的靈敏度大于1.2，所以要把動作電流值取得稍微小一點(diǎn)，如果線路過長，或者配電變壓器過多時，動作電流值就要取更小的數(shù)值。整定過程中，如果未充分考慮電流速斷保護(hù)的作用，變壓器投入運(yùn)行后，由于勵磁涌流的初始值會過大，遠(yuǎn)大于無時限速斷保護(hù)定值，會導(dǎo)致后續(xù)恢復(fù)供電后發(fā)生頻繁跳閘等狀況。

2.最近幾年，隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，在各個行業(yè)中的應(yīng)用較為普及，導(dǎo)致變電站中的短路電流發(fā)生改變，假若變電出口發(fā)生短路時，那么短路電流就會這種現(xiàn)象的影響下逐漸增大，嚴(yán)重時會比普通電流高出幾百倍。一般情況下，短路電流倍數(shù)大，其互感器的誤差相對較大，進(jìn)而導(dǎo)致低靈敏電流速斷保護(hù)無法執(zhí)行其操作命令。

3.二次回路問題。變電站的保護(hù)系統(tǒng)中，二次回路數(shù)量多，其接線問題相對來說難度也較大，通常這一問題是產(chǎn)生故障的高發(fā)階段。在對該設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)過程中，大多數(shù)操作人員主要針對設(shè)備本體檢測，對二次回路的接線檢測重視程度不夠，進(jìn)而導(dǎo)致工作狀況下發(fā)生二次回路的接線故障，例如回路不暢通等等。

四、繼電保護(hù)配置實(shí)施的保護(hù)

1.過電流保護(hù)

對于電力系統(tǒng)來說，因其外部短路發(fā)生問題很容易導(dǎo)致電流在運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)負(fù)荷電流，這樣會造成數(shù)值相差過大，但是如果當(dāng)外部故障發(fā)生問題時，發(fā)電機(jī)中的過流保護(hù)會出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，如果發(fā)生負(fù)荷故障時，那么電力系統(tǒng)保護(hù)裝配的行動信號會發(fā)生反應(yīng)。為了加強(qiáng)繼電保護(hù)的有效性，提高故障原因的辨識度，工作人員應(yīng)在過電流保護(hù)中添加低電壓原件，在變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)中為了可以更好的區(qū)分故障發(fā)生的原因，必須在過電流保護(hù)中加入相應(yīng)的低電壓元件，因此，該保護(hù)系統(tǒng)是由低電壓元件和過電流元件所構(gòu)成。

2.變壓器保護(hù)配置

變壓器保護(hù)配置所使用的是分布式裝置，這樣可以起到差動保護(hù)的作用。變壓器的后備保護(hù)主要應(yīng)用集中式配置方式加以保護(hù)，針對非電量保護(hù)裝置來說，它主要是應(yīng)用獨(dú)立式安裝的方式進(jìn)行的，其安裝方式是在電纜的作用下直接把斷路器跳閘引入進(jìn)來。

3.復(fù)合電壓過電流保護(hù)

在變電站的系統(tǒng)中，所使用的復(fù)合電壓過電流保護(hù)主要是應(yīng)用到變壓器保護(hù)靈敏度無法達(dá)到要求的變壓器系統(tǒng)中。其工作原理分析如下：變電站系統(tǒng)中，不對稱短路事故發(fā)生時，則會使電流繼電器隨之運(yùn)作，此時常閉觸頭會斷開，低壓繼電器失壓，常閉觸頭閉合，啟動中心繼電器。如果想讓電流繼電器在常開觸頭的作用下啟動時間繼電器，那么則需要運(yùn)用整定延時將啟動信號以及出口繼電器使變壓器兩側(cè)斷路器斷開。如果發(fā)生短路狀態(tài)時，則會在剎那間發(fā)生短時負(fù)序電壓，那么就會導(dǎo)致電壓繼電器失去電壓，當(dāng)負(fù)序電壓沒有后，其常閉觸頭會閉合，因此可以進(jìn)一步的提高電壓元件的靈敏度。

五、結(jié)語

現(xiàn)階段，變電站發(fā)展迅速，為繼電保護(hù)的未來發(fā)展也帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。智能變電站中的繼電保護(hù)配置相對復(fù)雜，所以一定要確保該系統(tǒng)的可靠性和靈敏性。在繼電保護(hù)過程中，要運(yùn)用智能變電站中較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，讓繼電保護(hù)配置可以最大限度的在智能變電站中發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，并及時切除系統(tǒng)中的故障。另外，還要按照不同電壓等級的變電站制定出不同的繼電保護(hù)配置方案，從而全面提高其繼電保護(hù)的有效性，這對電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)

［1］潘炳利.試析智能變電站繼電保護(hù)相關(guān)問題分析［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2012，19：151-153.

［2］李鋒，謝俊，蘭金波，夏玉裕，錢國明.智能變電站繼電保護(hù)配置的展望和探討［J］.電力自動化設(shè)備，2012，02：122-126.

［3］路亞.智能變電站的機(jī)電保護(hù)配置探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，18：113-114.