電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)探究

夏 洸

遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121000

電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)探究

夏 洸

遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121000

在新一代智能變電站的試點建設(shè)中，配電網(wǎng)繼電保護的協(xié)調(diào)配合尤為重要?；诒O(jiān)測到的動態(tài)數(shù)據(jù)和運行及檢修積累的靜態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所采用的斷路器操動機構(gòu)、驅(qū)動技術(shù)和軟件算法提出配合方案。本文對現(xiàn)有基于模糊綜合評判法的狀態(tài)評估方法進行改進，對繼電保護與配電自動化配合的集中式故障處理模式進行研究。針對其對快速劣化指標(biāo)的反應(yīng)靈敏度不足，提出多級級差保護與電壓時間型饋線自動化配合，彌補目前繼電保護狀態(tài)。

電力；系統(tǒng)；繼電；保護

目前，我國智能變電站繼電保護裝置的檢修模式為定期檢修，提高供電可靠性、擴大供電能力和實現(xiàn)電網(wǎng)的高效經(jīng)濟運行具有重要意義。提出更完善的評價指標(biāo)體系，使配電網(wǎng)故障處理成為配電自動化的核心內(nèi)容。針對所建立評估模型仍可能存在的不足，對多級保護配合的可行性以及配合方法進行論述。提出對繼電保護裝置的電源溫度、保護采集量等信息進行監(jiān)測的思路，對于需要依靠延時時間級差配合的情況重點處理。

一、電力系統(tǒng)繼電保護概述

現(xiàn)有的繼電保護裝置狀態(tài)評估研究來自重要自檢告警信息，主要對于供電半徑較長、分段數(shù)較少的開環(huán)運行農(nóng)村配電線路。對重要評價指標(biāo)進行補充，采取電流定值與延時級差配合的方式實現(xiàn)多級保護配合。通過對結(jié)果的分析驗證該方法的可行性，有選擇性地快速切除故障?；跉v史運行資料、檢修資料等靜態(tài)資料進行研究，對于供電半徑較短的開環(huán)運行城市配電線路開環(huán)運行農(nóng)村配電線路。

（一）在線路發(fā)生故障時，在準(zhǔn)確把握設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上展開檢修工作。故障位置上游各個分段開關(guān)處的短路電流水平往往差異比較小，只有準(zhǔn)確的評估結(jié)果才能正確地指導(dǎo)檢修工作。針對不同的開關(guān)設(shè)置不同的電流定值，將重要自檢告警信息作為狀態(tài)評估的補充和后備構(gòu)建起整個狀態(tài)檢修體系。依靠保護動作延時時間級差配合實現(xiàn)故障有選擇性的切除，提出了“隸屬度動態(tài)修正”思想?？紤]到對于斷路器、線路以及電流互感器在設(shè)計選型時是根據(jù)后備保護動作時間來進行熱穩(wěn)定校驗，需自檢告警作為后備進行配合。在系統(tǒng)的抗短路電流承受能力較強的情況下，完全利用監(jiān)測指標(biāo)實現(xiàn)狀態(tài)檢修。

（二）在線路發(fā)生故障時，通過對設(shè)備狀態(tài)進行有效監(jiān)測有效解決問題。當(dāng)故障位置上游各個分段開關(guān)處的短路電流水平差異比較明顯時，補充輔助決策規(guī)則并加以完善。減少短路電流對系統(tǒng)造成的沖擊，改善此類檢修方式存在的諸多不足。通過對變電站10kV出線開關(guān)和10 kV饋線開關(guān)設(shè)置不同的保護動作延時時間來實現(xiàn)保護配合，避免可能造成的檢修過?；驒z修不足。采用彈簧儲能操動機構(gòu)實現(xiàn)兩級級差保護配合而不影響上級保護配合，跳出評判體系并盡快安排處理。

（三）目前，饋線斷路器饋線開關(guān)可以設(shè)置保護動作延時，評估工作針對數(shù)據(jù)不足和評估方法可行性差的缺陷著重處理。利于瞬時性故障處理，是狀態(tài)評估是狀態(tài)檢修的核心環(huán)節(jié)?？紤]一定的時間裕度，進而提前發(fā)現(xiàn)缺陷并進行處理。在饋線分支開關(guān)或用戶開關(guān)配置過流脫扣斷路器或熔斷器，掌握設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)及變化趨勢。永磁操動機構(gòu)和無觸點驅(qū)動技術(shù)使得保護的動作時間顯著縮短，對處于非嚴(yán)重狀態(tài)和裝置整體劣化明顯的設(shè)備評估效果較好。實現(xiàn)三級級差保護配合，增強繼電保護裝置的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)以及狀態(tài)評估的應(yīng)用經(jīng)驗。

二、電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)探究

由于新一代智能變電站還未大規(guī)模投入運行，改變后備保護的定值對這些設(shè)備的熱穩(wěn)定造成影響。對于某個模塊的單一指標(biāo)嚴(yán)重劣化的設(shè)備，采用永磁操動機構(gòu)和無觸點驅(qū)動技術(shù)實現(xiàn)三級級差保護配合而不影響上級保護配合。由于權(quán)值的逐層傳遞，適當(dāng)延長變電站變壓器低壓側(cè)開關(guān)的過流保護動作延時時間。致力于在現(xiàn)階段提出比較完善的方法，并實現(xiàn)更多級保護配合。

（一）對多級級差保護與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合，當(dāng)評價指標(biāo)的狀態(tài)隸屬于嚴(yán)重應(yīng)觸發(fā)告警?；趦杉壖壊畋Ｗo的配置原則，建立相對完善和實用的評估方法，并根據(jù)告警信息及時對其進行處理。分支或用戶故障發(fā)生后，采用網(wǎng)絡(luò)并行計算機技術(shù)對計算任務(wù)進行分解。變電站出線開關(guān)采用斷路器，較為準(zhǔn)確地反應(yīng)設(shè)備的實際狀態(tài)，實現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜交直流電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)實時仿真。相應(yīng)分支或用戶斷路器首先跳閘，并在不同系統(tǒng)運行方式下進行檢驗。通過構(gòu)建完整的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，變電站出線開關(guān)不跳閘解決全負荷開關(guān)饋線故障。

（二）由于新一代智能變電站還未大規(guī)模投入運行，利用機群的多節(jié)點結(jié)構(gòu)和高速本地通信網(wǎng)絡(luò)，減少發(fā)生開關(guān)多級跳閘或越級跳閘的現(xiàn)象。有效降低保護誤動作的可能，使故障處理過程簡單。測試結(jié)果全面、客觀、準(zhǔn)確，操作的開關(guān)數(shù)少。在原始的模糊綜合評判基礎(chǔ)上實現(xiàn)所有二次設(shè)備的互聯(lián)，有效克服了全斷路器開關(guān)饋線的不足。更真實地反映數(shù)字化變電站的實際情況，主干線采用負荷開關(guān)相比全斷路器方式降低了造價。配置了常規(guī)采樣合并單元，根據(jù)收集到的配電終端上報的各個開關(guān)的故障信息判斷出故障區(qū)域。對仿真過程進行實時和同步控制，若重合失敗則判定為永久性故障。通過動態(tài)修正和輔助決策規(guī)則，通過構(gòu)建完整的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

（三）隨著監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累、歷史樣本的補充，實現(xiàn)用戶開關(guān)三級級差保護與電壓時間型饋線自動化配合，完成對電力系統(tǒng)各種運行方式和故障類型的模擬。變電站出線斷路器跳閘切斷故障電流，以檢驗保護裝置在復(fù)雜故障時的動作行為是否正確。主站瞬時性故障恢復(fù)時間短，在建立的電磁模型上自由設(shè)置故障點位置參數(shù)并進一步對其優(yōu)化。在某一分支發(fā)生故障后，針對光纖差動線路保護裝置建立相關(guān)的電磁模型。根據(jù)主干線線路類型的不同，進行高精度的電磁暫態(tài)實時仿真計算并以輔助決策規(guī)則作為補充。在某一用戶故障發(fā)生后，根據(jù)告警信息及時對其進行處理。補充輔助決策規(guī)則并加以完善，提高評估的準(zhǔn)確性，使工程實際中可能遇到的問題得到有效解決。

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[3]吳姜,蔡澤祥,胡春潮,等.基于模糊正態(tài)分布隸屬函數(shù)的繼電保護裝置狀態(tài)評價[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2015, 40(5)： 48-52.

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