35kV變電站的自動化繼電保護策略

申力

摘 要：目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日益迅猛，電力行業(yè)也得到了快速發(fā)展，在變電站中，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，尤其在繼電保護方面，而繼電保護在保護電網(wǎng)、設(shè)備安全中起到了非常重要的作用，同時也是電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行的重要保障。文章展開了對35 kV變電站自動化繼電保護的研究，首先，簡單介紹了繼電保護的內(nèi)涵以及配置方案，其次，對35 kV變電站的自動化繼電保護配置進行了分析，并在此基礎(chǔ)上，探討了35 kV變電站的自動化繼電保護策略，最后進行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：35 kV變電站；繼電保護；自動化系統(tǒng)；配置方案；策略分析

中圖分類號：TM772 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0109-02

隨著自動化技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，自動化技術(shù)已在電力行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是變電站。在自動化系統(tǒng)應(yīng)用于變電站過程中，自動化繼電保護成為了電力企業(yè)關(guān)注的焦點。繼電保護是變電站的重要組成部分，直接影響著變電站的可靠性與安全性，以自動化系統(tǒng)為核心，展開繼電保護配置與改進，有助于變電站的安全運行，能夠推動電力行業(yè)的發(fā)展。

1 繼電保護的內(nèi)涵及配置方案

1.1 繼電保護的內(nèi)涵

繼電保護是一種自動裝置，當(dāng)變電站電力系統(tǒng)運行異?；虬l(fā)生事故時，可確保變電站與電氣設(shè)備安全運行[1]。繼電保護能夠有效保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及電氣設(shè)備的安全性，是非常重要的保護手段。與此同時，繼電保護還是一種應(yīng)對措施，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行檢測，并且發(fā)出報警信號，直接將故障自動排除；繼電保護還是一種設(shè)備，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行狀況進行管理與監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)事故，則自動將電氣設(shè)備元件斷開，對電路及電氣設(shè)備進行保護。繼電保護的主要作用就是反映變電站電氣設(shè)備運行異常狀態(tài)進行監(jiān)測，然后有選擇、自動迅速斷開特定的斷路器。繼電保護的的基礎(chǔ)構(gòu)造是電氣設(shè)備物理量的變化，基本要求為可靠性、靈敏性、選擇性以及速動性。

1.2 配置方案

繼電保護的配置方案主要有兩種，即常規(guī)保護配置方案和集中式保護配置方案。

常規(guī)保護配置方案是根據(jù)對象進行配置的，其中常規(guī)保護包括變壓器保護、饋線保護、母線保護、電容器保護以及其他的保護測控設(shè)備[2]。

常規(guī)保護配置對原來保護裝置的交流量輸入插件、CPU插件的模擬量處理以及I/O接口插件進行更換，分別改為數(shù)據(jù)采集光纖通信接口、通信接口處理以及GOOSE光纖通信接口，該方案使變電站繼電保護實現(xiàn)了向數(shù)字化的過渡。常規(guī)保護配置方案的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

集中式保護配置方案是一種新型保護概念，以光纖以外網(wǎng)為基礎(chǔ)，基于IEC61850規(guī)約等一系列現(xiàn)代數(shù)字通信研發(fā)的。集中式保護配置方案是保護控制一體化裝置，將變電站的所有信息集于一個計算機系統(tǒng)中，具有靈活性、可靠性以及互補性，不僅可以同時保護變電站中的多個獨立設(shè)備，而且還具有控制作用[3]。具體的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

2 35 kV變電站自動化繼電保護配置分析

35 kV變電站自動化繼電保護配置進行優(yōu)化與改進時，其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)是設(shè)備選型，設(shè)備選型的質(zhì)量對整個自動化繼電保護配置的可靠性有著極其重要的影響。繼電保護配置在進行選型時應(yīng)遵循的原則為：基于保護、監(jiān)控與測控等多個方面，對系統(tǒng)內(nèi)的冗余設(shè)備進行合理控制，保證功能能夠合理分布[4]。具體包括以下內(nèi)容。

2.1 采用先進主變壓器保護裝置

繼電保護配置選型時，應(yīng)對主保護與后保護被控裝置進行綜合考慮，所選設(shè)備應(yīng)該具備遙控、遙信以及遙測主變壓器兩側(cè)位置斷路器的功能，并在變電站自動化運行時，能夠發(fā)生一系列保護動作，如差動速斷、重瓦斯與過流等。

2.2 選用保護進線開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的線路保護裝置

繼電保護裝置不僅要具有一般性的遙信、遙控與遙測功能，而且還要具備接地保護、限過流保護以及過負載功能。

2.3 采用保護電容器的保護裝置

電容器保護是保護重點，測控裝置應(yīng)以其為主，采用集中補償?shù)姆绞?，而且還應(yīng)過電壓保護以及饋線保護著手，確保電容器能夠可靠、安全運行。

3 35 kV變電站的自動化繼電保護策略

3.1 以質(zhì)量為主，對設(shè)備質(zhì)量進行嚴格控制，使裝置的使 用性得到有效提高

在設(shè)計裝置時，應(yīng)該對各種外在環(huán)境的變化進行充分考慮，確保裝置即使處于嚴寒、潮濕或高溫環(huán)境下，也能保持正常工作。一方面，確定裝置安全系數(shù)，即適應(yīng)濕度、溫度、超負荷運行結(jié)果預(yù)測以及振動系統(tǒng)等，且必須保證其準(zhǔn)確性；另一方面，在進行設(shè)計時，使設(shè)備趨向標(biāo)準(zhǔn)化與簡單化，即在確?？煽啃缘幕A(chǔ)上，零部件越少，產(chǎn)品構(gòu)造越簡單，系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率就越小。

3.2 對于冗余技術(shù)，應(yīng)該科學(xué)、合理運用，使安全性與可 靠性不斷提升

冗余技術(shù)，又被稱之為儲備技術(shù)，是一種提高系統(tǒng)可靠性的有效手段，主要通過利用系統(tǒng)的并聯(lián)模型來發(fā)揮作用[5]。在繼電保護裝置中，應(yīng)該對軟件、硬件、信息以及時間的冗余資源加以充分利用，使雙系統(tǒng)保障技術(shù)得以實現(xiàn)，尤其針對電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及薄弱環(huán)節(jié)，必須科學(xué)、合理運用冗余技術(shù)。對于軟件系統(tǒng)，可以正確采用信息保護技術(shù)、系統(tǒng)容錯技術(shù)以及防火墻技術(shù)等冗余技術(shù)，從而使相關(guān)設(shè)備裝置的可靠性得到保障；在設(shè)計硬件時，需要對組建級冗余結(jié)構(gòu)加以正確應(yīng)用；信息冗余即有效利用復(fù)雜的編碼和檢錯與增加信息位數(shù)，從而采用奇偶檢驗、多重模塊以及階段表決等方式對錯誤進行自動糾正；時間冗余主要對裝置的預(yù)測性加以有效利用，對于出現(xiàn)的故障，可提前發(fā)現(xiàn)，進行檢測，使故障的恢復(fù)率得以提升。只有軟件冗余、硬件冗余、信息冗余以及時間冗余相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)展時，裝置的可靠性才可得到有效保障。

3.3 對于軟件給予足夠的重視，不斷提升軟件設(shè)計的水 平，確保軟件能夠正常運行

軟件產(chǎn)品在特定的時間內(nèi)以及特定的條件下完成特定功能的能力，被稱之為軟件可靠性。在設(shè)計繼電保護系統(tǒng)軟件時，需對用戶個性化需求進行綜合考慮，以滿足用戶個性化需求為核心，設(shè)計時應(yīng)遵循的原則主要包括兩點，一方面應(yīng)該簡單，容易操作；另一方面能夠有效提高運行效率，在遵循原則的基礎(chǔ)上，正確設(shè)計算法以及處理結(jié)構(gòu)。在編寫代碼時，應(yīng)該確?？茖W(xué)性以及合理性，及時發(fā)現(xiàn)測試時出現(xiàn)的問題，確保數(shù)據(jù)輸入與輸出的一致性， 與此同時，建立并健全軟件系統(tǒng)的自查自修功能，使軟件系統(tǒng)的可靠性以及完整性得到保障。

3.4 加強培訓(xùn)，不斷提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，同時定期 展開安全檢查工作

由于繼電保護裝置在不斷發(fā)展，且更新速度很快，此外對技術(shù)有較高的要求，因此，加大對員工的培訓(xùn)力度，不僅要展開專業(yè)技能方面的培訓(xùn)，而且還要增強素質(zhì)培訓(xùn)，在提高員工專業(yè)技術(shù)水平的同時，不斷提升員工的綜合素質(zhì)，調(diào)動員工的工作熱情，增強其工作使命感以及責(zé)任心，不斷提升員工及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。

在35 kV變電站自動化繼電保護時，常出現(xiàn)的問題是臨時性停電，從而影響繼電保護的正常工作，因此，維護工作者應(yīng)根據(jù)臨時性定點的具體情況，對整個運行系統(tǒng)展開定期性檢查，通常定期性檢查工作應(yīng)至少每年進行一次。

此外，在1～2年間隔區(qū)間需要展開一次整組性試驗，使繼電保護運行性能能夠穩(wěn)定發(fā)揮出來；然后在3-4年間隔區(qū)間，對出口回路、數(shù)據(jù)采樣回路等相關(guān)部分的運行性能展開檢查，便于及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。

4 結(jié) 語

在35 kV變電站中，提高自動化繼電保護裝置的可靠性以及安全性具有非常重要的意義，本文對自動化繼電保護策略展開了分析，希望有助于提高繼電保護裝置的安全性、高效性以及可靠性。

參考文獻：

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[5] 葉夏杰，談明.35 kV變電站自動化繼電保護研究[J].科技資訊，2014， （21）.