變電所繼電保護(hù)改造調(diào)試技術(shù)探析

閆立君

（深圳庫(kù)博能源科技有限公司，廣東 深圳 518120）

目前電力資源在人們生活生產(chǎn)的作用日益突出，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)重視電力行業(yè)的發(fā)展，以變電所為代表的各種電力基礎(chǔ)設(shè)施得以廣泛建設(shè)。繼電保護(hù)裝置是確保變電所正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其在一次系統(tǒng)的支撐下，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，并且在技術(shù)處理后又再次進(jìn)行一次系統(tǒng)服務(wù)。實(shí)踐過(guò)程中，變電所工作人員只有在總體理念的指導(dǎo)下，進(jìn)行二次回路接線，并且不斷進(jìn)行機(jī)電保護(hù)裝置改造與調(diào)試的優(yōu)化，才能夠有效的避免保護(hù)誤動(dòng)、保護(hù)拒動(dòng)等事故的發(fā)生，對(duì)于電力工程的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重大影響，本文由此展開(kāi)分析。

1 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成系統(tǒng)

繼電保護(hù)技術(shù)與機(jī)電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的兩個(gè)基本組成部分。在電力工程領(lǐng)域，繼電保護(hù)技術(shù)以電力系統(tǒng)故障分析為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)研究其保護(hù)原理和繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、操作與維護(hù)。而機(jī)電保護(hù)裝置的應(yīng)用范圍較為廣闊，通常，變壓器，母線，刀閘，斷路器，交流傳輸線，并聯(lián)補(bǔ)償電容器，電動(dòng)機(jī)和其他電氣設(shè)備等都是其主要的組成要素。按照應(yīng)用層面的不同，其又被分為現(xiàn)場(chǎng)間隔層面裝置、中間網(wǎng)絡(luò)通信層面裝置和后臺(tái)操作層面裝置。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)間隔層面裝置

現(xiàn)場(chǎng)間隔裝置是一次電力設(shè)備保護(hù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。一般情況下，電壓等級(jí)不同，主變壓器、輸電線路、并聯(lián)電容器等一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和電磁反應(yīng)特性也各不相同，因此需要進(jìn)行不同的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)，基于此，電力設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用情形進(jìn)行分析，具有特定功能的現(xiàn)場(chǎng)間隔層面裝置得以生產(chǎn)應(yīng)用。如在35kV 變電所中，電力工作人員不僅設(shè)置了主變壓器的保護(hù)裝置，同時(shí)增設(shè)了差動(dòng)保護(hù)裝置、后備保護(hù)裝置、非電量保護(hù)裝置等內(nèi)容。

1.2 中間網(wǎng)絡(luò)通信

繼電保護(hù)裝置的中間網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，硬件網(wǎng)線、網(wǎng)絡(luò)接口以及中繼器等設(shè)備是其重要的組成部分。系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，通信軟件是其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基本支撐，然后在通信協(xié)議的約束下，進(jìn)行數(shù)據(jù)端對(duì)端及廣播式發(fā)送接收的實(shí)現(xiàn)。在中間網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，一定層面的繼電運(yùn)行錯(cuò)誤可自動(dòng)校正，確保了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的發(fā)揮。

1.3 后臺(tái)操作裝置

繼電保護(hù)系統(tǒng)中，后臺(tái)操作系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制界面的良好觀察，在人機(jī)交互的過(guò)程中，確保繼電保護(hù)預(yù)警、規(guī)約、儲(chǔ)存追憶事故以及遠(yuǎn)方電力設(shè)備控制等保護(hù)作用的發(fā)揮。一般情況下，后臺(tái)操作系統(tǒng)與后臺(tái)控制軟件相互連接，確保了繼電綜合保護(hù)的自動(dòng)化，同時(shí)其使得后臺(tái)操作裝置具備了雜志運(yùn)行、報(bào)表管理、圖形顯示、圖像檢測(cè)等諸多功能，對(duì)于共享數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)刷新具有重大影響。

2 變電所繼電保改造技術(shù)研究

變電所繼電保護(hù)系統(tǒng)改造是一個(gè)專業(yè)要求較高的系統(tǒng)實(shí)踐過(guò)程。改造過(guò)程中，要確保改造質(zhì)量的高效化，電力工作人員就必須進(jìn)行主變壓器、饋線保護(hù)系統(tǒng)、電力電容器保護(hù)系統(tǒng)等內(nèi)容的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 主變壓器繼電保護(hù)改造

作為變電所繼電保護(hù)改造的關(guān)鍵內(nèi)容，主變壓器繼電保護(hù)裝置的改造對(duì)于整體應(yīng)用質(zhì)量提升具有重大影響。實(shí)踐過(guò)程中，ISA-387G 裝置是其常用的主變壓器保護(hù)裝置；在該系統(tǒng)中，變壓器兩側(cè)的斷路器調(diào)試是繼電保護(hù)的重要內(nèi)容，長(zhǎng)期以來(lái)，斷路器操作過(guò)程較為復(fù)雜，且危險(xiǎn)性較高。因此在繼電保護(hù)改造過(guò)程中，電力工程人員就應(yīng)注重智能化改造技術(shù)的具體應(yīng)用，具體而言，其應(yīng)通過(guò)遙控、遙信、遙測(cè)等改造技術(shù)的應(yīng)用，在確保過(guò)流、重瓦斯以及差動(dòng)保證技術(shù)應(yīng)用合理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)主變壓器改造的規(guī)范化、科學(xué)化。

2.2 饋線保護(hù)系統(tǒng)改造

確保饋線保護(hù)裝置的運(yùn)行效率能夠有效的提升變電所電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。實(shí)踐過(guò)程中，饋線的電壓等級(jí)不同，其相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置也會(huì)存在差異。因此在具體改造過(guò)程中，電力工程人員應(yīng)注重饋線繼電保護(hù)系統(tǒng)與其應(yīng)用的匹配性，確保整體繼電保護(hù)的有效發(fā)揮。就66KV 饋線應(yīng)用而言，南瑞ISA-351G 裝置是其繼電保護(hù)的主要設(shè)備，其在接地系統(tǒng)和小電阻的應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)了饋線系統(tǒng)的高效保護(hù)。與其它保護(hù)類型相比，ISA-351G 裝置具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：其一，ISA-351G 裝置保護(hù)動(dòng)力明顯較低，且具有一定的非直接性。其二，其改造過(guò)程的應(yīng)用較為方便、快捷，且保護(hù)效果突出。故而在實(shí)際工程應(yīng)用中，ISA-351G 裝置在10kV 饋線系統(tǒng)的得以深入應(yīng)用。

2.3 電力電容器繼電保護(hù)改造

電力電容器是變電所電力系統(tǒng)和電工設(shè)備的常見(jiàn)應(yīng)用內(nèi)容。一般情況下，在任意兩塊金屬導(dǎo)體之間填設(shè)絕緣介質(zhì)，基本的電容器結(jié)構(gòu)就得以形成。應(yīng)用過(guò)程中，電容器的幾何尺寸和絕緣介質(zhì)特性對(duì)整體的電容大小具有重大影響。在電力系統(tǒng)中，高壓電容器和低壓電容器是其應(yīng)用的兩種基本類型。對(duì)其進(jìn)行改造，就必須在分析其應(yīng)用類型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電容器規(guī)格、絕緣介質(zhì)材料的設(shè)計(jì)，確保高智能、高品質(zhì)電容器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。實(shí)踐過(guò)程中，ISA-359G 裝置是電力電容器保護(hù)的常見(jiàn)裝置，并且其應(yīng)用的效率相對(duì)較高。新時(shí)期，對(duì)其進(jìn)行改造，電力工作人員應(yīng)注重控制技術(shù)先進(jìn)、防投切振蕩技術(shù)、自動(dòng)補(bǔ)償無(wú)功功率、人機(jī)界面友好等工功能的實(shí)現(xiàn)。如在防投切振蕩技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，改造人員應(yīng)對(duì)控制器死機(jī)現(xiàn)象進(jìn)行有效防治，避免電力電容器不補(bǔ)償或過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生，確保繼電保護(hù)裝置的改造合理。

3 變電所繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)

較高質(zhì)量的保護(hù)調(diào)試能夠確保繼電保護(hù)系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變電所電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，實(shí)踐過(guò)程中，變電所繼電保護(hù)調(diào)整包含了以下具體內(nèi)容。

3.1 總系統(tǒng)調(diào)試

總系統(tǒng)調(diào)試是變電所繼電保護(hù)調(diào)試的重要內(nèi)容。調(diào)試過(guò)程中，以電力輸入及信號(hào)傳遞的方向展開(kāi)是變電站總系統(tǒng)調(diào)試的基本原則。具體而言，電力設(shè)備的功能及控制單元特點(diǎn)是其調(diào)試的主要依據(jù)，在其控制下，電力工作人員的調(diào)試過(guò)程應(yīng)覆蓋所有的電氣單元，進(jìn)而確保調(diào)試的無(wú)差別、無(wú)遺漏。另外，為保證變電所服務(wù)功能、電力設(shè)備及通信操作功能的具體發(fā)揮，在調(diào)試過(guò)程中還應(yīng)加強(qiáng)光纜及終端的具體檢測(cè)。需要注意的是，在總系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，確保繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的靈敏化對(duì)于繼電保護(hù)整體質(zhì)量的提升具有重大影響。具體而言，在繼電保護(hù)裝置中，電氣元件的類型不同，其短路保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)要求也會(huì)存在差異（如表1）。

3.2 大電流故障保護(hù)調(diào)試

表1 變電所繼電短路保護(hù)最小靈敏系數(shù)

與其他電力設(shè)備相比，大電流故障是變電站應(yīng)用的常見(jiàn)問(wèn)題。因此在變電所繼電保護(hù)調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行大電流故障的保護(hù)調(diào)試勢(shì)在必行，其調(diào)試的內(nèi)容包含了以下具體內(nèi)容：其一，檢測(cè)并調(diào)試故障部位的具體情況，進(jìn)行高校保護(hù)裝置的更換。其二，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)短路瞬間的負(fù)荷能力進(jìn)行檢測(cè)，從而為繼電保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)化做好準(zhǔn)備；其三，在調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行異常情況的預(yù)防處理，確保大電流故障保護(hù)調(diào)試的規(guī)范合理。

3.3 繼電隔離系統(tǒng)調(diào)試檢測(cè)

變電所繼電保護(hù)裝置調(diào)試過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)間隔裝置的調(diào)試檢測(cè)至關(guān)重要。通常情況下，變電所的繼電保護(hù)系統(tǒng)在母線差動(dòng)間隔下實(shí)現(xiàn)單元維護(hù)，在調(diào)試過(guò)程中，電力工作人員可以在壓力板的作用下，實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)設(shè)備的處理合并，進(jìn)而完成單元數(shù)據(jù)采樣。通過(guò)對(duì)這些對(duì)應(yīng)的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并處理不對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的分離裝置，完成繼電隔離系統(tǒng)的高效化調(diào)試和檢測(cè)。需要注意的是，一旦端口隔離措施明顯，電力工作人員可通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)確保端口插拔的精確，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隔離裝置檢測(cè)調(diào)試的安全、有效。

3.4 同源相序的核對(duì)調(diào)試

確保電源測(cè)具有保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行是變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)核對(duì)調(diào)試安全控制的關(guān)鍵內(nèi)容。就單相操作設(shè)備而言，電力工程人員可以在電源車(chē)分相合閘的操作下實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的相序和對(duì)，然后在一體化裝置的面板以及監(jiān)控系統(tǒng)中，進(jìn)行電力系統(tǒng)電壓通道模擬量的的判斷和調(diào)試。另外對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的母線相序進(jìn)行核對(duì)和調(diào)試，通常而言，繼電保護(hù)系統(tǒng)的母線相序由主變壓器高壓側(cè)的單相重合閘決定；如果電壓互感器的間隔不在線路上，則其繼電保護(hù)系統(tǒng)有變壓器決定。只有確保這些線路相序核對(duì)檢測(cè)并調(diào)試的合理，才能有效的提升變電所繼電保護(hù)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)裝置的改造與調(diào)試對(duì)變電所電力裝置及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重大影響。實(shí)踐過(guò)程中，電力工作人員只有充分認(rèn)識(shí)到繼電保護(hù)系統(tǒng)改造調(diào)試的必要性，在明確繼電保護(hù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造與調(diào)試內(nèi)容的規(guī)范化把控，才能確保變電所繼電保護(hù)改造調(diào)試的科學(xué)化、規(guī)范化。