35kV變電站自動化系統(tǒng)及繼電保護(hù)分析

高學(xué)成 汪杰

摘? 要：自動化技術(shù)隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新不斷進(jìn)步，變電站也漸趨自動化。繼電保護(hù)是變電站工作中十分關(guān)鍵的內(nèi)容，而對于應(yīng)用自動化系統(tǒng)的變電站而言，繼電保護(hù)也要做出相應(yīng)的改變以及進(jìn)步。本文將在分析35kV變電站自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)改造的基礎(chǔ)上，研究其存在的缺點，并提出幾點策略。

關(guān)鍵詞：35kV;變電站;繼電保護(hù);自動化技術(shù)

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，我國自動化技術(shù)的建設(shè)也取得了不容小覷的成績，與此同時，自動化技術(shù)也慢慢應(yīng)用到變電站中，給人民群眾的生產(chǎn)以及日?；顒訋砹藰O大的便利?，F(xiàn)如今，隨著自動化技術(shù)在我國變電站中的使用和微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的完善和發(fā)展，變電站中的繼電保護(hù)變得尤其重要。

1繼電保護(hù)的含義和發(fā)展

繼電保護(hù)是保證電氣相關(guān)設(shè)備的安全以及保障我國電網(wǎng)穩(wěn)定供電的關(guān)鍵方法和有效手段之一，其可精確定義成在變電站的電力系統(tǒng)發(fā)生突然事故或者運作出現(xiàn)異常的情況下進(jìn)行動作，保障變電站的相關(guān)電力設(shè)備的運行安全的自動化的設(shè)備以及裝置。繼電保護(hù)同樣可以看作一種應(yīng)對方法，其可以及時檢查出變電站電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并且發(fā)出相應(yīng)的警示，直接性自動化排除故障的一種有效方法;也可以視為一種可以監(jiān)視預(yù)測，并對電力系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行管理的設(shè)備，當(dāng)故障發(fā)生時，可以自動化切斷變電站電氣相關(guān)設(shè)備的全部元件，保障變電站電力設(shè)備的安全和電路的穩(wěn)定。反映變電站電氣元件的不正常的運行狀況是繼電保護(hù)的最基本的任務(wù)，達(dá)到自動卻迅速，同時有選擇性地跳過特殊設(shè)定的斷路器。具備一定的靈敏、可靠、速動以及可選擇性是繼電保護(hù)的最基本的要求。電氣設(shè)備物理量的變動是繼電保護(hù)裝備和裝置的最基本構(gòu)造。繼電保護(hù)在歷經(jīng)機(jī)電、整流、晶體管以及集成電路四種類型階段之后，現(xiàn)如今發(fā)展到了微機(jī)保護(hù)的階段。微機(jī)繼電保護(hù)也就是以數(shù)字式的計算機(jī)為基礎(chǔ)所構(gòu)建成的繼電保護(hù)。其起始于上個世紀(jì)六十年代的中后期的英國、美利堅合眾國以及澳大利亞。熔斷器是最原始的繼電保護(hù)裝備，在此之后產(chǎn)生了以斷路器為主要核心組成的電磁式的繼電保護(hù)裝備、電子式的靜態(tài)繼電保護(hù)裝備以及近期迅速發(fā)展的以遠(yuǎn)動信息技術(shù)和電子計算機(jī)技術(shù)為其主要基礎(chǔ)微機(jī)型的繼電保護(hù)裝備。

2設(shè)備的改造策略

隨著自動化裝置的廣泛應(yīng)用，在我國現(xiàn)如今的電力行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，變電站的自動化繼電保護(hù)裝置的使用以及相應(yīng)的改造是相當(dāng)重要的。變電站的自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置可以科學(xué)有效提升發(fā)電站電力系統(tǒng)安全和可靠地運行效果，也在相當(dāng)大的程度上保證了我國電網(wǎng)進(jìn)行輸送電力的質(zhì)量，進(jìn)一步充分滿足了現(xiàn)如今我國電力系統(tǒng)工程建設(shè)以及發(fā)展的有關(guān)要求。變電站的繼電保護(hù)裝置是保障整個電力系統(tǒng)安全性以及可靠性的極為重要的裝備以及載體，肩負(fù)著保障變電站整個電力系統(tǒng)運行正常的重任。但是，因為部分生產(chǎn)商在繼電保護(hù)設(shè)備的制造過程中不注重設(shè)備的質(zhì)量，致使裝備的使用質(zhì)量以及應(yīng)用水平存在嚴(yán)重不足;除此之外，外界各種環(huán)境也會對繼電保護(hù)裝備的運作產(chǎn)生不同程度的影響，例如，室內(nèi)外氣溫太高致使繼電保護(hù)裝備的表面涂層掉落、表面密封的外殼裂開等等;過于潮濕的室內(nèi)外環(huán)境極容易導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的膨脹，大大降低設(shè)備的機(jī)械性能;過量有害氣體以及粉塵也會加速繼電保護(hù)設(shè)備的老化;長時間的高強(qiáng)度沖擊和震動也極其容易導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備的嚴(yán)重彎曲，導(dǎo)致設(shè)備斷裂，失去其原有的性能。可能形成電磁輻射的各種類型的插件以及高頻的信號線等也會對電力系統(tǒng)的正常運作產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。所以，在對35kV的變電站自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造時，不僅要嚴(yán)格選用設(shè)備型號、測控裝備以及保護(hù)裝置，也要對重要設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真地維護(hù)?？梢栽谌齻€方面進(jìn)行：其一，應(yīng)用較為先進(jìn)的主變壓器作為變電站的保護(hù)裝備。CAT211以及CAT-221設(shè)備是可以為35kV的變電站主變壓器進(jìn)行有效保護(hù)的先進(jìn)裝備，這種裝置的使用可以起到遙控以及遙測主變壓器兩側(cè)的斷路器的作用，如此一來便可以達(dá)到對進(jìn)行差動速斷保護(hù)和過流保護(hù)的有效維護(hù)主變壓器的作用;其二，應(yīng)用饋線保護(hù)設(shè)備。變電站中對饋線電路的保護(hù)有著十分重要的作用，在35kV的變電站中使用CAL-21饋線保護(hù)的設(shè)備能夠非直接性的較為系統(tǒng)地檢測對其進(jìn)行監(jiān)視和檢測，并加以保護(hù)。10kV的饋電開關(guān)的保護(hù)對于35kV的變電站而言也是十分關(guān)鍵的，10kV的饋電開關(guān)不僅安裝相對比較便捷，可以在開關(guān)柜的附近進(jìn)行直接安裝也可以對變電站進(jìn)行較為可靠的保護(hù);其三，針對進(jìn)線以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的保護(hù)應(yīng)用線路保護(hù)裝備。應(yīng)用可以定時限過流的CAL-212線路保護(hù)裝備，此裝備還具有接地性保護(hù)和加速斷的保護(hù)功能，同時具備遙控等多種功能，這可以讓變電站的母聯(lián)等都得到有效的測控保護(hù)。

3自動化技術(shù)以及相應(yīng)管理策略

從我國目前為止的變電站自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置的改造實踐實際來看，在繼電保護(hù)設(shè)備的安裝和改造過程中，還存在一定程度上的問題。筆者提出以下幾點策略，以供參考。

3.1嚴(yán)格把關(guān)

在對變電站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計時，要對各種外在的動態(tài)環(huán)境進(jìn)行充分仔細(xì)地考慮，保障繼電保護(hù)裝置可以在比較高的溫度、過度潮濕以及較為嚴(yán)寒的外在環(huán)境中進(jìn)行正常運作。第一點，要對繼電保護(hù)裝置的安全系數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的核定，對可以適應(yīng)的自然溫度、濕度、震動系數(shù)以及超負(fù)荷運行的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測等等;除此之外，還要提升繼電保護(hù)設(shè)備設(shè)計的簡單性和標(biāo)準(zhǔn)化，在保證設(shè)備各方面性能安全可靠的基礎(chǔ)上，繼電保護(hù)設(shè)備的構(gòu)造設(shè)計要盡可能地簡單、使用的零部件盡可能地少，這樣系統(tǒng)出現(xiàn)問題的概率也會越低。

3.2提升軟件設(shè)計

軟件的可靠性能是指相關(guān)軟件可以在規(guī)定的要求以及設(shè)定的時間內(nèi)達(dá)到理想效果的能力。變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件不僅要處理結(jié)構(gòu)合理科學(xué)還要算法正確，同時還要能夠充分滿足使用者個性化的使用需求。繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件的設(shè)計要遵循操作簡單，運行高效的原則。編寫的代碼要科學(xué)合理，能夠及時找到設(shè)備測試時存在的問題，保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入的一致性，建立并不斷完善保護(hù)系統(tǒng)的自我檢查和自我修復(fù)的功能，保障軟件系統(tǒng)功能完整，使用起來安全可靠。

3.3提升素質(zhì)

要不斷提升變電站自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)工作人員的整體工作素養(yǎng)，增強(qiáng)對相關(guān)工作人員專業(yè)實踐工作技能的培訓(xùn)，定期開展宣講活動，提高相關(guān)工作人員的安全意識和職業(yè)道德，訓(xùn)練工作人員及時發(fā)現(xiàn)并針對問題進(jìn)行解決以及自我檢查的能力，使相關(guān)的工作人員能夠嚴(yán)格根據(jù)系統(tǒng)的操作流程對設(shè)備進(jìn)行安裝，保障設(shè)備安裝的合理性。變電站的繼電保護(hù)設(shè)備相關(guān)安裝流程和操作對工作人員的技術(shù)水平要求相對比較高，設(shè)備的發(fā)展以及更新進(jìn)步的速度都很快，這就更需要增強(qiáng)變電站自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)工作人員的訓(xùn)練和培養(yǎng)力度，定期定量合理安排員工去參加相關(guān)的學(xué)習(xí)研討以及實地考察活動，在根本上提升相關(guān)員工的專業(yè)技術(shù)水平。與此同時，當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)督管理部門也要對變電站工作質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，對變電站進(jìn)行定期全面的安全質(zhì)量檢查，按照需要檢查的設(shè)備和有關(guān)項目規(guī)定認(rèn)真逐個檢測，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題馬上命令變電站按照規(guī)定進(jìn)行整頓處理，確保各個設(shè)備都沒有安全問題，奠定繼電保護(hù)進(jìn)行安全運行的基礎(chǔ)。

3.4正確使用儲備技術(shù)

儲備技術(shù)也稱為冗余技術(shù)。儲備技術(shù)是通過系統(tǒng)的并聯(lián)模型提升系統(tǒng)安全性和可靠性的方法。在變電站自動化的繼電保護(hù)裝備中，充分使用相關(guān)軟件以及硬件，時間以及信息的儲備資源，達(dá)到雙系統(tǒng)保障技術(shù)的使用。尤其是針對變電站電力系統(tǒng)相對比較薄弱的環(huán)節(jié)以及相對重要的環(huán)節(jié)使用儲備技術(shù)，在自動化保護(hù)系統(tǒng)硬件的設(shè)計進(jìn)程中使用組件級冗余結(jié)構(gòu)，保護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)備使用相應(yīng)的防火墻以及系統(tǒng)容錯技術(shù)或者信息數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)等，以達(dá)到保護(hù)相關(guān)安全裝備的設(shè)置的安全性以及可靠性。信息儲備也就是通過增加信息的位數(shù)以及較為復(fù)雜的檢錯、編碼，使用多重性模塊、奇偶數(shù)的校驗、階段性表決等等方法對錯誤進(jìn)行自動化糾正。時間儲備是通過安全系統(tǒng)裝置的可預(yù)測性能，及時較為提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，進(jìn)行性故障的檢測，并提升系統(tǒng)設(shè)備故障恢復(fù)的幾率。只有保障軟件、硬件、信息、時間四個方面的發(fā)展協(xié)調(diào)，才可以達(dá)到變電站自動化的繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置安全性和可靠性的目的^[3]。

結(jié)語：綜上所述，變電站的自動化繼電保護(hù)裝置的使用以及相應(yīng)的改造是相當(dāng)重要的，但是從改造實際來看，其過程還存在一定程度上的問題。筆者對35kV變電站的自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上研究了35kV變電站的自動化繼電保護(hù)中存在的幾點問題，并針對相關(guān)問題提出了幾點應(yīng)對措施，希望能為電力相關(guān)工作者提供一定的參考，并進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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