110kV變電站的自動化繼電保護(hù)策略初探

崔曉 熊宇 曾貴娥

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)的各項技術(shù)也在不斷進(jìn)步，變電站也逐漸向自動化運(yùn)維靠攏，繼電保護(hù)作為變電站中維護(hù)設(shè)備安全、保持供電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要部分，更需要自動化技術(shù)對其進(jìn)行支持，這樣才可以讓電網(wǎng)更加穩(wěn)定地運(yùn)行。本文通過對110kV變電站的自動化繼電保護(hù)進(jìn)行研究和分析，從繼電保護(hù)的相關(guān)原理和實(shí)施內(nèi)容入手，通過分析自動化技術(shù)在相關(guān)的繼電保護(hù)上的配置，對如何實(shí)施進(jìn)行初步的探究。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；自動化；繼電保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.131

0 引言

在供電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，因?yàn)樵O(shè)備長期運(yùn)行隨時會有發(fā)生異常告警或故障的情況，當(dāng)故障嚴(yán)重時就會造成電力系統(tǒng)的中斷，這樣會影響整個供電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運(yùn)行，同時對于電力設(shè)備也會造成一定的損害。繼電保護(hù)裝置可以在故障發(fā)生時對故障范圍進(jìn)行定位并及時發(fā)出報警信息，同時當(dāng)電力系統(tǒng)不穩(wěn)定時及時切斷電源，這樣可以對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，同時也防止了故障范圍進(jìn)一步加大。應(yīng)用自動化技術(shù)對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，可以促使變電站平穩(wěn)、安全的運(yùn)行，有助于電力行業(yè)的發(fā)展。

1 繼電保護(hù)裝置的原理及配置

（1）繼電保護(hù)的原理。繼電保護(hù)是變電站自動化運(yùn)維的代表之一，它可以在電力系統(tǒng)提示異?；蛘甙l(fā)生故障時及時進(jìn)行告警和應(yīng)對處理，也擔(dān)負(fù)著日常監(jiān)測電力系統(tǒng)中各項指標(biāo)的工作，所以說它是維護(hù)供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。當(dāng)電力系統(tǒng)遇到不可處理的事故時，繼電保護(hù)裝置還可以迅速斷開電器元件的供電，對電器元件和電力進(jìn)行保護(hù)。所以說，繼電保護(hù)裝置需要對電氣系統(tǒng)的物理量變化進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，需要保持自身的靈敏和可靠，對故障進(jìn)行迅速的判斷和定位，選擇相應(yīng)的斷路器并迅速斷開。

（2）繼電保護(hù)的配置方案。繼電保護(hù)裝置在電氣系統(tǒng)中的具體應(yīng)用主要分為兩種：常規(guī)保護(hù)配置和集中保護(hù)配置。

1）常規(guī)保護(hù)配置。常規(guī)保護(hù)配置是根據(jù)電氣系統(tǒng)的不同環(huán)境、不同參數(shù)進(jìn)行個性化配置的，通過變壓器、母線、饋線、電容器等設(shè)備進(jìn)行靈活的設(shè)置，通過與測控設(shè)備相結(jié)合組合成自動化保護(hù)系統(tǒng)。

常規(guī)保護(hù)配置通過更換之前電氣系統(tǒng)的交流量輸入插件、I/O接口插件、CPU處理器，改用GOOSE光纖通信接口、數(shù)據(jù)采集光纖接口等通訊接口來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，這樣可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時、高速傳輸，并且繼電保護(hù)可以及時收集到系統(tǒng)并完成處理。

2）集中保護(hù)配置。集中保護(hù)配置是在通信技術(shù)的不斷發(fā)展中衍生的，通過光纖接口與外網(wǎng)相連接，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)軟件上，實(shí)現(xiàn)軟件的實(shí)時處理，可以對電氣設(shè)備各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況進(jìn)行靈活的監(jiān)控，這樣可以靈活分析各種設(shè)備的故障并及時處理，實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)中的各個設(shè)備進(jìn)行集中管控和保護(hù)。

2 110kV變電站的自動化繼電保護(hù)的實(shí)施策略

（1）變壓器接地端的保護(hù)策略。首先需要延長放電間隙過流保護(hù)的時間，一定要留出足夠的時間去切除接地的故障，同時對不接地變壓器放電間隙過流保護(hù)的時間進(jìn)行預(yù)留。在變壓器運(yùn)行過程中，相對于放電間隙過流保護(hù)來說，零序過電壓保護(hù)更為有效，所以對于110kV變電站來說，在接地端110kV母線的搭建中一定要加裝三相電壓互感裝置，這樣可以使接地端的保護(hù)更為有效和靈活。

（2）保證直流電源的穩(wěn)定。當(dāng)繼電保護(hù)裝置的直流電源遇到低壓故障時，直流電源一旦消失，會對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。因?yàn)橹绷麟娫吹耐蝗幌斐蓴嗦菲鞯谋?，這樣會燒毀電氣設(shè)備。所以實(shí)施自動化繼電保護(hù)的前提是保證直流電源的穩(wěn)定不中斷，兩個相鄰的繼電保護(hù)裝置不能采用一個直流電源進(jìn)行供電。

（3）減少低壓側(cè)近區(qū)故障。想要減少電力系統(tǒng)中低壓側(cè)近區(qū)故障的發(fā)生，需要增加電流速斷的分析和保護(hù)，在高壓側(cè)負(fù)荷電壓出現(xiàn)過流情況，低壓母線靈敏度不足以反應(yīng)，就可以在低壓側(cè)增加過流保護(hù)裝置。同時也應(yīng)該增設(shè)母線保護(hù)裝置，因?yàn)榈蛪耗妇€可能有短路容量大的情況，這時單純依靠變壓器低壓側(cè)的限時速斷保護(hù)措施不能對母線進(jìn)行很好的保護(hù)，所以要增加母線保護(hù)裝置，這樣可以縮短母線故障排錯的時間。最后要縮短低壓側(cè)近區(qū)保護(hù)級差，在系統(tǒng)更換元件時選用時間精度更高的元件，這樣可以提高系統(tǒng)故障反應(yīng)的速度，提高系統(tǒng)的安全性。

3 110kV變電站自動化繼電保護(hù)需要注意的問題

（1）及時檢查。在變電站全部實(shí)現(xiàn)自動化管理后，要在計算機(jī)上的監(jiān)測程序?qū)τ谙到y(tǒng)的運(yùn)行情況、電磁裝置和晶體管等設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，這樣可以與繼電保護(hù)裝置相配合，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問題并靈活處理。同時檢查要具有針對性，通過對異常指標(biāo)進(jìn)行分析重點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中存在隱患的部位，這樣可以增加檢查的效率并提高電氣系統(tǒng)的安全性。實(shí)現(xiàn)自動化管理不意味著可以全部采取自動作業(yè)，定期籠統(tǒng)的檢查不能及時反饋系統(tǒng)中存在的隱患，這樣就無法發(fā)揮自動化繼電保護(hù)的優(yōu)勢。

（2）管理裝置配件。由于110kV變電站的繼電保護(hù)自動化裝置所運(yùn)用到的工作模式發(fā)生了改變，計算機(jī)軟件的引入打破了傳統(tǒng)保護(hù)模式的僵局。所以在實(shí)施自動化的過程中一定要對繼電保護(hù)裝置的各個配件做好管理，避免技術(shù)升級換代導(dǎo)致的配件不匹配等問題，這樣會增加檢修的難度，同時也會造成繼電保護(hù)不穩(wěn)定的問題。在電氣系統(tǒng)的自動化改造中一定要注意對裝置配件的管理，這樣才能更好的發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的效果。

（3）部門之間相互協(xié)調(diào)。實(shí)現(xiàn)自動化繼電保護(hù)后，需要有關(guān)部門之間進(jìn)行高效的配合和聯(lián)動，無論是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的部門、負(fù)責(zé)軟件支持的技術(shù)部門還是負(fù)責(zé)電力硬件的維修部門都要保持密切聯(lián)系。使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化保護(hù)并不是一件一勞永逸的事情，需要各部門及時對自動化系統(tǒng)進(jìn)行密切的跟進(jìn)，這樣才可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

綜上所述，大型變電站通過提高繼電保護(hù)裝置的自動化程度來實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理、迅速排錯、實(shí)時跟進(jìn)的目標(biāo)十分重要。只要大家不斷充實(shí)自己、齊心協(xié)力，維護(hù)好繼電保護(hù)裝置，才可以迅速解決供電系統(tǒng)中隨時發(fā)生的告警和故障問題，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時也維護(hù)了整個系統(tǒng)的安全，為電力事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。

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