220 kV智能變電站繼電保護(hù)及自動化分析

朱　可

（國網(wǎng)湖南湘潭供電分公司， 湖南　湘潭　411100）

引言

近些年來，電力系統(tǒng)引發(fā)的安全事故越來越多，人們對其應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性提出了更高要求。之所以頻發(fā)安全事故主要是因為傳統(tǒng)變電站中的繼電保護(hù)裝置與外界通信困難，而智能變電站則是解決這一問題的重要措施和途徑。220 kV智能變電站是集電力技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的變電設(shè)備，能夠在滿足我國當(dāng)前用電需求的基礎(chǔ)上，不斷完善電力系統(tǒng)，下面就從220 kV智能變電站繼電保護(hù)及自動化兩個方面進(jìn)行具體介紹和分析。

1　220 kV智能變電站繼電保護(hù)

1.1　繼電保護(hù)

所謂繼電保護(hù)其實是對電力系統(tǒng)中異常情況、故障檢測后，發(fā)出報警信號，或者直接隔離、切除故障部分的一種措施，主要用于保護(hù)電力系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等元件不受損害。在電力系統(tǒng)發(fā)生異常情況或故障時，繼電保護(hù)向值班人員發(fā)出異常工況信號，或?qū)⒐收显O(shè)備在最短時間和最小區(qū)域內(nèi)切除，以避免或減輕對電力設(shè)備和周邊區(qū)域的供電影響。由此可知繼電保護(hù)裝置的功能包括兩個方面，一方面是對保護(hù)元件正常運行和發(fā)生故障的正確區(qū)分，一方面是對保護(hù)區(qū)內(nèi)外故障的區(qū)分功能。這兩項功能的實現(xiàn)主要依附于電力系統(tǒng)故障前后電氣物理量變化特征來實現(xiàn)。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后主要電氣量變化包括：電流增大、電壓降低、電流與電壓之間相位角改變、測量阻抗發(fā)生變化五種，根據(jù)短路故障時電氣量變化情況，則可設(shè)計構(gòu)成不同的繼電保護(hù)[1]。

220 kV智能變電站的繼電保護(hù)同樣具備故障維護(hù)功能，變電站出現(xiàn)故障問題時，繼電保護(hù)會快速及時地做出處理動作，在反饋變電站系統(tǒng)、元件故障信息的同時，變化為跳閘狀態(tài)，提醒值班及管理人員進(jìn)行智能變電站檢修工作。除此之外，繼電保護(hù)還會第一時間斷開斷路器，以減少220 kV智能變電站電氣元件損壞和對其他供電元件的影響。根據(jù)短路故障電氣量變化情況分類，220 kV智能變電站繼電保護(hù)可以分為：變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、線路保護(hù)和發(fā)電機(jī)保護(hù)五種，而其工作原理上則呈現(xiàn)綜合性特征，以電流量、電壓、電功率特征判斷故障信息，并提示報警和識別故障。除此之外，還可以進(jìn)行定時間保護(hù)、非電量保護(hù)，同時設(shè)置固定的可靠性系統(tǒng)，通過系數(shù)計算繼電保護(hù)的經(jīng)驗值，來決定其動作值[2]。

1.2　220 kV智能變電站繼電保護(hù)基本要求

220 kV智能變電站繼電保護(hù)基本要求主要包括三方面，首先是繼電保護(hù)的可靠性，其中包括安全性和信賴性，這是對繼電保護(hù)的最根本要求。安全性是保證變電站正常運作時，繼電保護(hù)不發(fā)生動作，不產(chǎn)生誤動情況；而信賴性是指在變電系統(tǒng)相應(yīng)元件保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)及時、迅速做出可靠動作，發(fā)出提醒信號，由此則可保證電力系統(tǒng)在繼電保護(hù)范圍內(nèi)，精準(zhǔn)、有效地檢測智能變電站的運行狀態(tài)，同時可靠、準(zhǔn)確地確定和劃分故障點和范圍[3]。

其次是繼電保護(hù)需實現(xiàn)靈敏性，所謂靈敏性就是在智能變電站設(shè)備或線路發(fā)生故障和異常情況時，繼電保護(hù)裝置體現(xiàn)的反應(yīng)能力。靈敏性要求在繼電保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時，能夠正確地發(fā)出反應(yīng)動作，不受短路點位置、類型和過度電阻的影響，在系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式下的三相短路、較大過度電阻兩項或單項短路時依然能進(jìn)行可靠動作，能夠?qū)崿F(xiàn)基于故障特征，作出及時保護(hù)反饋工作，有效預(yù)防220kV智能變電站失控情況發(fā)生[4]。

最后是220 kV智能變電站繼電保護(hù)的檢測性特征，重點是合理、準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障，并有效縮小故障范圍，從而達(dá)到有效切除故障的目的，保證智能變電站設(shè)備和鄰近供電不受損傷和影響。

2　220 kV智能變電站繼電保護(hù)自動化分析

2.1　接線技術(shù)

220 kV智能變電站繼電保護(hù)中接線是最基本的組成部分，是繼電保護(hù)自動化施行的先決條件，所以要求做到精準(zhǔn)、科學(xué)、合理和規(guī)范，同時為了不斷提高和強(qiáng)調(diào)智能變電站的運行水平和繼電保護(hù)自動化，需做到簡化繼電保護(hù)接線，因為接線的難易程度與線路損耗成正比，接線越簡單則損耗率越小。在220 kV智能變電站改善和發(fā)展過程中，其繼電保護(hù)接線設(shè)計滿足配合總線路、子線路要求，遵循期間不能交叉接線原則，以規(guī)避接線對智能變電站繼電保護(hù)自動化狀態(tài)的影響。

2.2　監(jiān)測技術(shù)

監(jiān)測技術(shù)同樣是220 kV智能變電站繼電保護(hù)自動化中的重要組成部分，同時也是其繼電保護(hù)的一項新功能，其目的是為繼電保護(hù)提供另外一層保障。監(jiān)測技術(shù)對象為智能變電站繼電保護(hù)的運行情況。利用監(jiān)測技術(shù)能夠監(jiān)測具體變電站設(shè)備或元件的故障信息，在繼電保護(hù)系統(tǒng)正常動作時發(fā)揮輔助監(jiān)督作用，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動或拒動等失誤動作時，監(jiān)測技術(shù)則起到撥亂反正的作用，不僅能反饋信息，還能將所有的故障信息傳送給變電站調(diào)度中心，調(diào)度中心依據(jù)此主動指導(dǎo)變電站運行，從而確保220 kV智能變電站按照規(guī)范，順利運行。綜上也進(jìn)一步展現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)自動化的優(yōu)勢[5]。

2.3　回路技術(shù)

回路技術(shù)應(yīng)用于220 kV智能變電站繼電保護(hù)回路中，是對以往回路設(shè)計的一種改進(jìn)和完善，當(dāng)實現(xiàn)對智能變電站繼電保護(hù)回路的良好把控時，則能有效提高智能變電站再來電方面的轉(zhuǎn)化水平?；芈吩O(shè)計實現(xiàn)科學(xué)性、合理性和規(guī)范性，則能夠進(jìn)一步確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，大大降低繼電保護(hù)誤動和拒動情況發(fā)生。在220 kV智能變電站繼電保護(hù)的自動化運行中，對一次回路和二次回路設(shè)計的把控至關(guān)重要，回路在運行時需要確保達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，從而進(jìn)一步體現(xiàn)智能變電站的功能。除此之外，在繼電保護(hù)自動化回路設(shè)計中，電子感應(yīng)裝置的合理配置必不可少，其存在能夠?qū)崿F(xiàn)對隔離開關(guān)運動動作的指導(dǎo)，同時加強(qiáng)和降低智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)控壓力和自動化在無人值守時的調(diào)控難度。

3　結(jié)語

電力廣泛地應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活中，同時電力系統(tǒng)也是我國能源建設(shè)的重要組成，作為電力系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)成的變電站，其起到的重要作用毋庸置疑。但在傳統(tǒng)變電站的使用過程中，還存在繼電保護(hù)裝置與外界通信困難等問題，導(dǎo)致電力事故發(fā)生和變電設(shè)備損壞等情況，急需改善和解決。220 kV智能變電站是影響和完善電力系統(tǒng)運行效果的關(guān)鍵部分，可以實現(xiàn)對變電站各項設(shè)備和元件的全方位繼電保護(hù)，同時改善和強(qiáng)化智能變電站的運行和自動化運行過程，繼電保護(hù)高效、有效，在不斷滿足人們供電需求的同時，完善電力系統(tǒng)。

[1]周星辰，吳天一.220 kV智能變電站繼電保護(hù)及自動化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（18）：130.

[2]相世娟.220 kV智能變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計方案探討[J].經(jīng)營管理者，2015（36）：368-369.

[3]張毓.220 kV智能變電站繼電保護(hù)配置研究[J].工程技術(shù)，2016（6）：167.

[4]岳戰(zhàn)華.智能變電站繼電保護(hù)及自動化系統(tǒng)的研究[J].電氣時代，2017（3）：70-72.

[5]李朝洋.220 kV智能變電站與常規(guī)變電站繼電保護(hù)調(diào)試[J].華東科技（學(xué)術(shù)版），2017（6）：304.