繼電保護(hù)在自動(dòng)化配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究

汪 銳 龔 偉 申永付

安徽三環(huán)電力工程集團(tuán)有限公司

繼電保護(hù)在自動(dòng)化配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究

汪 銳 龔 偉 申永付

安徽三環(huán)電力工程集團(tuán)有限公司

為了滿足用電的需求，我國(guó)智能化配電網(wǎng)的建設(shè)正在快速開(kāi)展中。在電力系統(tǒng)中，最重要的是系統(tǒng)的安全性和可靠性，由此越來(lái)越廣泛繼電保護(hù)的。本文就自動(dòng)化配電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題、自動(dòng)化配電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用的改進(jìn)措施進(jìn)行研究。

繼電保護(hù)；配電網(wǎng)；自動(dòng)化

前言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的用電量大幅上漲，配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模越來(lái)越龐大，線路也日益復(fù)雜，這對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行提出了更高的要求。自動(dòng)化繼電保護(hù)是配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，保障可靠穩(wěn)定地供電。

1 繼電保護(hù)與自動(dòng)化配電網(wǎng)

1.1繼電保護(hù)的基本要求

繼電保護(hù)裝置能夠判斷被保護(hù)的元件是否處在正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而分析它是否發(fā)生了故障。繼電保護(hù)裝置的這種功能可以將配電網(wǎng)的故障區(qū)分為保護(hù)區(qū)內(nèi)和保護(hù)區(qū)外，進(jìn)而方便自動(dòng)化配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。從本質(zhì)上講，繼電保護(hù)裝置是根據(jù)電氣發(fā)生故障前后的物理量變化來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。根據(jù)自動(dòng)化配電網(wǎng)的特性，繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足的要求主要如下：

1.1.1可靠性。基于自動(dòng)化配電網(wǎng)的性能要求，繼電保護(hù)裝置必須有很強(qiáng)的可靠性，不發(fā)生誤動(dòng)作，以確保能夠切實(shí)起到提升自動(dòng)化配電網(wǎng)安全性的作用。

1.1.2選擇性。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置僅將故障的區(qū)域從配電網(wǎng)中切出，其他非故障區(qū)域的電網(wǎng)不受影響。這種選擇性是繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配電網(wǎng)的核心所在，對(duì)自動(dòng)化的調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有著重要的作用。

1.1.3速度性。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，很可能對(duì)大型的設(shè)備造成損壞，因此繼電保護(hù)裝置必須要滿足速度性的需求，以最快的速度切斷故障區(qū)域電路。

1.2自動(dòng)化配電網(wǎng)的系統(tǒng)組成

目前，我國(guó)的自動(dòng)化配電網(wǎng)主要分為兩種：一種是集中智能式配電網(wǎng)；另一種是分散智能式配電網(wǎng)。兩種形式的自動(dòng)化配電網(wǎng)各有利弊，但其系統(tǒng)的組成大致相同，具體如下：

1.2.1一次設(shè)備。一次設(shè)備由自動(dòng)離合器、環(huán)網(wǎng)柜和真空斷路器組成，它有一定的智能化，可以執(zhí)行各種調(diào)度命令，同時(shí)，一次設(shè)備還可以與主控制器相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的操作。

1.2.2故障定位系統(tǒng)。故障定位系統(tǒng)主要用來(lái)檢測(cè)自動(dòng)化配電網(wǎng)的故障點(diǎn)，然后利用地理信息系統(tǒng)將自身監(jiān)測(cè)到的信息反饋給主系統(tǒng)。

1.2.3主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作平臺(tái)和操作軟件組成，是整個(gè)自動(dòng)化配電網(wǎng)的中樞所在，可以整合信息做出判斷，然后給執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)命令。同時(shí)主站系統(tǒng)還可以分享資源和管理維護(hù)，實(shí)現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的傳輸。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化配電網(wǎng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

當(dāng)電力系統(tǒng)中被保護(hù)的元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠快速地做出反應(yīng)，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中排除。但是在被保護(hù)元件運(yùn)行異常時(shí)，往往不需要繼電保護(hù)裝置快速反應(yīng)，而是根據(jù)元件的危害程度規(guī)定一個(gè)延時(shí)，以免造成誤動(dòng)作。

2.1繼電保護(hù)設(shè)備的老化

我國(guó)的電網(wǎng)雖然一直在更新?lián)Q代，但是這些更新主要是針對(duì)技術(shù)層面，所以電網(wǎng)系統(tǒng)中的繼電器有很多都是老式繼電器，其可靠性得不到保障。這種老式的繼電器缺點(diǎn)主要體現(xiàn)如下：

2.1.1誤動(dòng)作較多。電網(wǎng)電壓的增加會(huì)使被保護(hù)元件的異常運(yùn)行狀態(tài)更為頻繁，老式的繼電器無(wú)法精確地處理異常數(shù)據(jù)，往往會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的狀態(tài)判斷，進(jìn)而產(chǎn)生誤動(dòng)作，將事故的范圍擴(kuò)大。

2.1.2反應(yīng)速度較慢。老式的繼電器由于自身的老化，反應(yīng)速度較慢。當(dāng)元件發(fā)生故障之后，切斷電路的速度無(wú)法滿足需求。這就無(wú)法起到保護(hù)設(shè)備的作用。

2.2配電環(huán)網(wǎng)缺少繼電保護(hù)

環(huán)網(wǎng)也是自動(dòng)化配電網(wǎng)中必不可少的一部分，但是當(dāng)前我國(guó)的環(huán)網(wǎng)卻基本沒(méi)有繼電保護(hù)裝置。從實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)前的配電環(huán)網(wǎng)是以負(fù)荷開(kāi)關(guān)為主的，需要人為的控制。配電環(huán)網(wǎng)缺少繼電保護(hù)不僅會(huì)擴(kuò)大電力故障，還延長(zhǎng)了維修的時(shí)間。

2.3繼電保護(hù)裝置自身的問(wèn)題

在當(dāng)前的自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)中，繼電保護(hù)器自身也存在著問(wèn)題。所以導(dǎo)致了繼電保護(hù)起不到應(yīng)有的保護(hù)效果，降低了自動(dòng)化配電網(wǎng)的可靠性。繼電保護(hù)裝置自身的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

2.3.1質(zhì)量檢驗(yàn)不到位。當(dāng)前的繼電保護(hù)裝置在安裝前并沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的檢查，所以很多裝置的質(zhì)量是不合格的。安裝在自動(dòng)化電網(wǎng)后，由于自身的質(zhì)量問(wèn)題，就存在安全隱患，無(wú)法正常監(jiān)測(cè)電網(wǎng)元件的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)故障發(fā)生后，也不能及時(shí)地切斷電路。

2.3.2繼電保護(hù)裝置的靈敏性設(shè)置問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置是檢測(cè)各個(gè)元件的運(yùn)行狀態(tài)，若其物理量變化超過(guò)了設(shè)定的范圍，就會(huì)自動(dòng)切斷局部的電路，起到保護(hù)設(shè)備和電網(wǎng)安全的作用。

3 自動(dòng)化配電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用的改進(jìn)措施

3.1針對(duì)性更換繼電保護(hù)設(shè)備

繼電保護(hù)設(shè)備的更換可以分兩個(gè)層次：第一個(gè)層次是老化設(shè)備的更換；第二個(gè)層次是舊式設(shè)備的更換。舊式設(shè)備的更換可以理解為技術(shù)的更新?lián)Q代，因?yàn)殡S著科技的發(fā)展，繼電保護(hù)器的功能一定會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，其監(jiān)測(cè)的效果也會(huì)越來(lái)越好。

3.2重合器與其他設(shè)備的配合使用

重合器有著雙時(shí)性的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)重合與開(kāi)斷，所以它能夠和其他設(shè)備配合，一起發(fā)揮出繼電保護(hù)的作用。首先，當(dāng)電路出現(xiàn)故障的時(shí)候，重合器就能夠重合；然后分?jǐn)嗥饔涗浿睾掀鞯姆珠l次數(shù)，在達(dá)到預(yù)定設(shè)置次數(shù)的時(shí)候就閉鎖，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障區(qū)的隔離。

重合器還可以與熔斷器配合實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的作用，因?yàn)橹睾掀髂軌驅(qū)崿F(xiàn)重合，而熔斷器可以監(jiān)測(cè)流過(guò)元件的大電流，當(dāng)電流過(guò)大的時(shí)候就自身熔斷，起到故障區(qū)的隔離作用。

3.3繼電保護(hù)裝置的優(yōu)化

為了更好地實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的效果，還可以采用繼電保護(hù)裝置優(yōu)化的方法。當(dāng)前的繼電保護(hù)裝置還是采用較為傳統(tǒng)的方式，在一定程度上無(wú)法跟上智能化電網(wǎng)的發(fā)展速度。因此可以將信息化和數(shù)字化的技術(shù)引入到繼電保護(hù)中，突破繼電保護(hù)只能在局部中發(fā)揮作用的局限。

結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化配電網(wǎng)已經(jīng)成為國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展的大方向，與之對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)必須加快改進(jìn)的步伐，以此來(lái)保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。目前，繼電保護(hù)在自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)中的作用不可替代，雖然還存在一些問(wèn)題，但是可以通過(guò)改進(jìn)的措施使之完善。

[1]蘇乃明，陳莉莉.變電站自動(dòng)化技術(shù)改造[J].河南科技.2012(04).

[2]劉雅倩.淺談當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].電子世界.2013(15).