論述變電運行中的繼電保護問題

摘要：在我國電力系統(tǒng)應(yīng)用日益重要的情況下，加強電力系統(tǒng)的優(yōu)化和改進是非常有必要的。變電運行作為電力系統(tǒng)運行中重要的一部分，在運行的過程中很容易受到一些因素的影響，嚴重威脅變電的正常運行。應(yīng)注意優(yōu)化電力系統(tǒng)的優(yōu)化過程。所以，在變電保護方面，著手于變電繼電保護是比較合適的。

關(guān)鍵詞：變電運行;繼電保護;問題

一、繼電保護的定義

繼電保護是對電力系統(tǒng)故障和運行狀況的有效分析，從而對相關(guān)解決方案的反事故自動化對策進行提出。由于在進行電力系統(tǒng)的保護工作中，也曾經(jīng)利用過有觸點的繼電保護器，防止受到更大的影響和傷害，所以被稱為繼電保護。繼電保護工作開展的主要目的就是對電力工作中出現(xiàn)的各種問題的過程中，在可能的前提下，確保將問題或是設(shè)備故障在最短的時間內(nèi)進行解決，通過此種方式更有效的減少其對設(shè)備的損壞和對周圍電力系統(tǒng)的不利影響，在此環(huán)節(jié)中也可以讓相關(guān)工作人員根據(jù)自身發(fā)射的信號對當(dāng)前的異常情況進行消除。

二、繼電器保護裝置的工作原理

繼電保護裝置能夠?qū)ψ冸娤到y(tǒng)中相應(yīng)的故障位置與程度進行判斷，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置會根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的各類保護及告警整定值等發(fā)出保護動作或告警信息，幫助系統(tǒng)隔離故障，從而達到維護變電系統(tǒng)正常運行的目的，具體內(nèi)容主要有兩方面：第一是建立在電流出入水平相等的情況下，通過保護裝置的電流變化就可以判斷出系統(tǒng)是否在正常運行;第二是在發(fā)生故障的情況下，對電流的保護方向進行改變，可以通過減少阻抗、降低電壓、增大電流保護等方式維持正常運行。

三、繼電保護的基本要求

繼電保護技術(shù)必須在滿足相應(yīng)要求的前提下，才能發(fā)揮繼電保護裝置的作用，完成繼電保護任務(wù)。①選擇性。在電力系統(tǒng)中的某一部分出現(xiàn)故障時，繼電保護可以有選擇的將出現(xiàn)故障的設(shè)備在電力系統(tǒng)中排除，在故障部分的保護設(shè)備拒動時，選擇相鄰的保護設(shè)備將故障部分進行排除。②快速性。繼電保護裝置可以快速的將電力系統(tǒng)中的故障部分進行排除，盡可能的避免由于設(shè)備故障造成的損壞，降低設(shè)備故障對電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行造成的影響。③可靠性。繼電保護裝置只在需要其發(fā)生動作時動作，在不需要其發(fā)生動作時不動作;在該繼電保護裝置保護范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置應(yīng)該及時做出動作。④靈敏性。在該繼電保護裝置的保護范圍內(nèi)出現(xiàn)故障或者異常情況時，不論故障點的位置、故障的類型和故障點的電阻情況如何，繼電保護裝置都能夠正確的做出反應(yīng)。

四、電力系統(tǒng)中繼電保護事故出現(xiàn)原因

4.1人為因素

由于電力系統(tǒng)工作人員中有些專業(yè)知識不足、有些工作態(tài)度不認真等因素造成電力系統(tǒng)繼電保護事故的發(fā)生。如現(xiàn)場設(shè)備未按照繼電保護裝置的運行要求進行配置或整定，在電力系統(tǒng)繼電保護裝置出現(xiàn)問題時沒有及時處理，都將造成損失。

4.2繼電保護裝置方面存在的因素

繼電保護裝備主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機裝置的保護與管理裝置等組成。其中任何一項發(fā)生故障，均會引起繼電保護事故的發(fā)生。繼電保護裝置發(fā)生故障會在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電源模塊發(fā)生異常。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的異?？赡軐?dǎo)致繼電保護裝置判斷該數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，進而閉鎖保護，在發(fā)生故障時保護裝置不能正常切斷故障;也可能導(dǎo)致在正常運行時保護裝置的誤動。電源模塊異常則將直接閉鎖保護裝置。

4.3繼電保護系統(tǒng)軟件因素

從電力系統(tǒng)發(fā)展歷史來看，造成軟件出錯的主要原因在兩個方面，軟件編碼錯誤、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計有缺陷是一方面，而測試操作有誤、定值輸入出現(xiàn)不規(guī)范等原因是另外一方面。而繼電保護電力系統(tǒng)中系統(tǒng)軟件出現(xiàn)問題，會直接造成繼電保護裝置錯誤啟動甚至是拒絕啟動。

五、變電運行中的繼電保護改進策略

繼電保護是變電站安全運行的關(guān)鍵技術(shù)，科學(xué)配置和完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對提高變電站運行的穩(wěn)定性和安全性起著重要作用。因此，必須深入研究變電系統(tǒng)運行中的繼電保護策略，以確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。

5.1對老化設(shè)備進行及時更換

隨著用電需求的增大，電力系統(tǒng)運行中，很多設(shè)備出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，在大負載的影響下，加速了元件的老化速度。另外，受到環(huán)境等因素的影響，電力元件的使用周期也受到影響。因此，要重視對老化元件的替換，避免繼電保護失效現(xiàn)象的發(fā)生。

5.2重視提升繼電保護網(wǎng)絡(luò)的自動化和智能化

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各個行業(yè)的通信方式得到改進，繼電保護網(wǎng)絡(luò)化程度增強，實現(xiàn)對整個變電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。繼電保護能夠有效保護局部電力系統(tǒng)的安全，與故障進行及時切斷，同時，數(shù)據(jù)共享程度增強，保證運行系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)。在智能電網(wǎng)的實施中，發(fā)揮傳感器的作用，加強實時監(jiān)控，促進保護功能的增強，達到對故障的及時識別和控制。數(shù)字化智能變電站是由智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范，利用電子式互感器就地將電流、電壓信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化，能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。其備配置要求：220kV 及以上電壓等級繼電保護系統(tǒng)遵循“雙重化設(shè)計”原則，110kV 電壓等級應(yīng)采用保護測控一體化裝置，按雙套配置，10kV～35kV 電壓等級應(yīng)采用保護測控一體化裝置，按單套配置。110kV 及以上電壓等級電子式互感器的傳感單元和采集單元、合并單元應(yīng)采用雙重化配置，且相互獨立。組網(wǎng)原則：過程層與間隔層SV 傳輸宜采用網(wǎng)絡(luò)方式，220kV～500kV 電壓等級應(yīng)采用雙套獨立雙網(wǎng)方式，110kV 電壓等級應(yīng)采用雙單網(wǎng)方式;過程層與間隔層GOOSE 信號網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用雙網(wǎng)雙工方式運行，110kV 以上電壓等級GOOSE網(wǎng)和SV 網(wǎng)應(yīng)獨立，GOOSE 配置共享雙網(wǎng)，110kV 及以下電壓等級GOOSE 網(wǎng)和SV 網(wǎng)可合并組網(wǎng)。

5.3主變壓器的繼電保護策略

作為變電系統(tǒng)的主要設(shè)備，變壓器必須進行充分保護，以防止變壓器出現(xiàn)故障。根據(jù)變電站設(shè)備的容量和電壓水平，在設(shè)備高壓側(cè)和低壓側(cè)之間安裝安全可靠的具有良好的性能的繼電保護裝置，根據(jù)安裝要求，電壓保護應(yīng)當(dāng)實施雙套配置。在配置方面，主、后備一體化的配置方案使得第一套智能終端設(shè)備和差動保護應(yīng)相對，第二套智能終端和備用保護和Mu相對應(yīng)。一方面，繼電保護裝置數(shù)據(jù)采集時是檢測裝置直接測量電流電壓量。其次，變壓器和繼電保護裝置的終端設(shè)備不僅連接，而且與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，保護裝置在控制信號中斷情況下可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)控制智能終端。110kV～500kV 主變保護各側(cè)電子式互感器的傳感單元和采集單元、合并單元、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的冗余配置原則和組網(wǎng)原則應(yīng)與該主變的高壓側(cè)標(biāo)準(zhǔn)一致。

5.4母線的繼電保護策略

母線的繼電保護一般用分布式配置設(shè)計，為了方便實現(xiàn)繼電保護裝置和控制裝置的連接，可以在單組配置中使用總線保護方案，這類母線保護方法結(jié)構(gòu)簡單，母線保護裝置直接與合并單元，智能終端相連。

5.5線路繼電保護策略

對變電運行線路的保護，保護與測控是同步進行的。以單套間隔裝置為依據(jù)，借助斷路器，使線路保護成為可能，此外，與GOOSE網(wǎng)絡(luò)集結(jié)，在斷路器失靈條件下，變電系統(tǒng)還能夠凸顯保護功能。繼電保護裝置位于線路間隔間，連接了合并單元和智能終端，同時與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接起來，傳遞數(shù)據(jù)。電子式互感器安裝在主線系統(tǒng)與子線系統(tǒng)中，傳遞電壓信號與電流信號，至合并單元，做出打包處理，通過光纖，進行傳遞。在線路繼電保護改進方面，先明確線路簡圖，基于既有基礎(chǔ)做出改進。

六、結(jié)語

繼電保護設(shè)備在電力系統(tǒng)中有著不可替代的重要作用和地位，可以說正是因為有了繼電保護設(shè)備的存在，電網(wǎng)才能夠真正實現(xiàn)安全、穩(wěn)定的運行，所以不斷尋找繼電保護中存在的問題并不斷優(yōu)化，對我國電網(wǎng)良性發(fā)展有著重要意義。繼電保護需要緊隨信息技術(shù)的腳步，不斷地引入高新技術(shù)、不斷實現(xiàn)智能化與網(wǎng)絡(luò)化，才能夠適應(yīng)當(dāng)前計算機技術(shù)全面普及的大環(huán)境，實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的完善與進步。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局）

作者簡介：王俊杰（1981.10.27—），性別：男;籍貫：廣東;民族：漢;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：工程師 研究方向：變電運行。