變電運行中繼電保護(hù)相關(guān)技術(shù)性問題研究

摘 要：繼電保護(hù)裝置是確保變電安全運行的關(guān)鍵，隨著智能化變電站的不斷投入使用，對繼電保護(hù)技術(shù)不斷提出了更高的要求，要不斷對其技術(shù)進(jìn)行升級和優(yōu)化，實現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的智能化。內(nèi)容首先闡述了變電繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求，其次對繼電保護(hù)的技術(shù)問題進(jìn)行研究，以提高供電質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變電運行；繼電保護(hù)；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.157

0 引言

變電運行是電力系統(tǒng)的重要組成部分，能否安全、可靠、穩(wěn)定的運行直接影響電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和供電質(zhì)量，而繼電保護(hù)是變電運行系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要保障。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究可知，近年來很多電力安全故障都是由于繼電保護(hù)方面的原因造成的，對變電運行繼電保護(hù)相關(guān)技術(shù)性問題進(jìn)行研究十分必要，基于此本文對此問題進(jìn)行研究。

1 變電運行中繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求

1.1 變電運行中繼電保護(hù)的任務(wù)

在變電運行中，繼電保護(hù)裝置是通過配電網(wǎng)中發(fā)生故障或異常狀況時電氣量的變化從而構(gòu)成繼電保護(hù)動作。在這個過程中繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)包括如下：第一，在電力系統(tǒng)運行過程中，對電力系統(tǒng)的運行狀況和電力設(shè)備的狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，為值班人員提供運行信息；第二，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能及時、迅速等將故障部分隔離，確保沒發(fā)生故障的線路部分能繼續(xù)正常運行；第三，當(dāng)電力系統(tǒng)工作過程中發(fā)生異常狀況時，能及時、準(zhǔn)確的發(fā)出警報，通知工作人員迅速進(jìn)行處理。

1.2 變電運行繼電保護(hù)裝置的基本要求

（1）選擇性。當(dāng)配電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)裝置能判斷出發(fā)生故障的區(qū)域，并將其隔離，確保其他沒有發(fā)生故障的區(qū)域能繼續(xù)正常運行。

（2）靈敏性。繼電保護(hù)裝置要極具靈敏性，通常使用靈敏系數(shù)來衡量其靈敏程度。在繼電保護(hù)裝置保護(hù)的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)該區(qū)域內(nèi)的線路發(fā)生短路故障時，不論發(fā)生短路區(qū)域的位置和性質(zhì)如何，繼電保護(hù)裝置都不能產(chǎn)生拒絕動作；同時在保護(hù)區(qū)域以外的范圍內(nèi)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置又不能出現(xiàn)誤動作。

（3）速動性。速動性是指繼電保護(hù)裝置在判斷到電力系統(tǒng)發(fā)生故障需要動作時，能及時、迅速的切除故障，以確保其他未發(fā)生故障區(qū)域的線路能正常工作。要求繼電保護(hù)裝置的速動性是盡量縮短切除故障時間以最大限度的減小短路電流對電力設(shè)備造成的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，為其能夠順利實現(xiàn)自啟動創(chuàng)造有利條件，除此之外，繼電保護(hù)裝置速動性還能提高發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。

（4）可靠性。電力繼電裝置在變電運行中具有重要作用，若不能確保其可靠性，就可能成為擴大事故甚至造成故障的根源。為了確保電力繼電裝置動作的可靠性，在對變電運行繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計、整定計算及安裝調(diào)試方面必須正確無誤。繼電保護(hù)裝置的各個元件要求質(zhì)量過硬、維護(hù)得當(dāng)、系統(tǒng)簡化有效，以提高動作的可靠性。

2 變電運行繼電保護(hù)技術(shù)性問題研究

2.1 變電運行繼電保護(hù)基本配置圖

變電運行繼電保護(hù)配置包括兩個層次：其一，繼電保護(hù)過程層。過程層的主要作用是保護(hù)變電站的一次設(shè)備，屬于獨立主保護(hù)，這種保護(hù)模式是將一次設(shè)備和繼電保護(hù)裝備進(jìn)行一次化設(shè)置，將其他的間隔保護(hù)分布式安裝，通過這兩種模式實現(xiàn)對變電運行設(shè)備的雙重化配置。

其二，變電站層。變電站層進(jìn)行后備保護(hù)式集中配置，通過采用自適應(yīng)性技術(shù)及在線實時調(diào)整技術(shù)對變電運行的電壓進(jìn)行統(tǒng)一配置。除此之外，還設(shè)置了廣域保護(hù)接口，實現(xiàn)了雙重化配置，基本配置如圖1所示。

2.2 變電運行繼電保護(hù)技術(shù)性問題研究

根據(jù)變電站組成結(jié)構(gòu)可知，分層結(jié)構(gòu)是最主要形式，共分為間隔層、站控層和過程層，不同層次之間傳輸?shù)男盘栆泊嬖诓町??；诖耍谶M(jìn)行繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用時，要遵循技術(shù)規(guī)范，具體來說，變電運行中繼電保護(hù)技術(shù)包括下述幾種：

（1）智能整定及在線校核技術(shù)。變電運行的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，只有通過自動化的控制技術(shù)才能實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶崟r狀況、網(wǎng)絡(luò)連通性進(jìn)行判斷，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)要通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控，對變電運行狀態(tài)和各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控和獲取，對獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計算、分析，從而獲得變電站分支系統(tǒng)的相互關(guān)系，通過對這些相互關(guān)系進(jìn)行研究，建立針對性的系統(tǒng)模型，最終實現(xiàn)變電繼電保護(hù)的智能整定和在線校核。

通過智能整定和在線校核，確定繼電保護(hù)定值，從而確保變電站在運行過程中能處于良好的繼電保護(hù)狀態(tài)。除此之外，在線校核技術(shù)能對處于運行過程中的繼電保護(hù)裝置的性能進(jìn)行校驗，能有效確保變電運行繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍、靈敏性和速動性，一旦變電運行機電保護(hù)裝置運行時出現(xiàn)異常問題，如發(fā)生誤動作、拒動等，在線校核技術(shù)就能迅速發(fā)出警告，告警值班工作人員及時對繼電保護(hù)裝置的異常行為進(jìn)行檢修和檢驗，以確保繼電保護(hù)裝置的可靠運行。

（2）自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)。傳統(tǒng)的變電運行繼電保護(hù)技術(shù)通常都是按照事先整定、定期檢驗等原則，然而隨著智能化電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)也發(fā)生了變化，越來越多的使用自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)，這是一種新型的繼電保護(hù)技術(shù)，不僅能為變電安全運行提供保障，還能進(jìn)行故障排查和診斷等。對不同的變電站，繼電保護(hù)裝置在投入使用之前要對其性能、定制進(jìn)行改變，以滿足變電站的需求。除此之外，自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)還具有下述優(yōu)勢：第一，能對整個配電網(wǎng)的響應(yīng)性能進(jìn)行改善，提高供電穩(wěn)定性和供電質(zhì)量；第二，能降低電力系統(tǒng)的運營成本，提高經(jīng)濟效益等，采取這種自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)，能最大限度的發(fā)揮出繼電保護(hù)的性能。

（3）智能告警及事故信息處理技術(shù)。要確保智能化變電運行的安全性和可靠性，必須對其在運行過程中的復(fù)雜性、動態(tài)性網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行有效的處理，以便及時、迅速的發(fā)現(xiàn)和處理異常狀況，確保變電站穩(wěn)定運行。由此可知，智能告警和信息處理技術(shù)就顯得極為重要，智能繼電保護(hù)技術(shù)在工作時既要對變電站的實時運行狀態(tài)進(jìn)行24小時不間斷監(jiān)控、運行維護(hù)，對獲取到的實時數(shù)據(jù)信息及時進(jìn)行更新和共享。一旦變電站在運行過程中出現(xiàn)故障，智能繼電保護(hù)技術(shù)能迅速做出判斷并及時進(jìn)行處理，同時通過對實時狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控，能及時發(fā)現(xiàn)異常狀況并自動進(jìn)行報警，為變電站的決策提供相關(guān)信息。總之，智能繼電保護(hù)技術(shù)在變電運行中起著十分重要的作用，不僅能對變電運行的實時狀態(tài)進(jìn)行檢測并收集實時數(shù)據(jù)信息，對發(fā)生的異常現(xiàn)象進(jìn)行告警，還能對發(fā)生的故障進(jìn)行判斷和處理，有效確保變電運行的可靠性和穩(wěn)定性。

（4）變電運行對繼電保護(hù)、測控裝置的要求。就目前的智能變電站而言，其整體設(shè)計具備下述兩個特征：其一，間隔層的設(shè)計具有功能自治性能；其二，智能組件和高壓設(shè)備屬于一體化設(shè)計。鑒于智能變電站的這種特征，繼電保護(hù)的裝置要滿足下述幾方面要求：第一，為了能與智能變電站系統(tǒng)保持一致，自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的以太網(wǎng)接口必須進(jìn)行特殊的設(shè)置，設(shè)置不同類型和用途的以太網(wǎng)，以滿足繼電保護(hù)裝置在對變電站進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、流量檢測等要求；第二，對智能變電站而言，由于其測量和執(zhí)行被設(shè)計在一次設(shè)備中，所以繼電保護(hù)裝置和測控裝置要與智能變電站統(tǒng)一，以滿足整個系統(tǒng)通信和邏輯預(yù)算的需要；第三，對數(shù)字接口的性能進(jìn)行改善，如互感器、智能開關(guān)等，以滿足實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集大流量數(shù)據(jù)的需求；第四，對自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的相關(guān)配套工具進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，如開發(fā)可視化工具，實現(xiàn)變電運行信息具體化。

3 結(jié)束語

總之，變電站是電力系統(tǒng)重要的組成部分，能否安全可靠的運行直接決定著供電質(zhì)量，而繼電保護(hù)裝置是變電安全運行的基礎(chǔ)，是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的防線。隨著信息化時代的來臨，繼電保護(hù)技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，要確保變電運行的安全性和可靠性，必須構(gòu)建合理、有效的繼電保護(hù)系統(tǒng)。因此，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，要不斷分析繼電保護(hù)技術(shù)存在的問題，總結(jié)經(jīng)驗，提高繼電保護(hù)技術(shù)水平，促進(jìn)國內(nèi)電力事業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：張紅芳（1988-），女，河北保定人，本科，助理工程師，主要從事變電檢修繼電保護(hù)工作。