變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)問題研究解析

金曉馬 鄒東升

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，社會生活對電力的需求越來越大，變電運(yùn)行作為電力供應(yīng)的主要方式之一，受到了人們的廣泛關(guān)注。在電力變電運(yùn)行的過程中，繼電保護(hù)問題一直以來都是變電運(yùn)行過程的重點和難點，有效的繼電保護(hù)工作能夠避免問題和事故的發(fā)生，從而及時阻止故障的損害。文章從變電運(yùn)行中繼電保護(hù)主要存在的問題入手，提出了相關(guān)的繼電保護(hù)對策，希望能夠促進(jìn)變電運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行;繼電保護(hù);電網(wǎng)運(yùn)行;措施

1 概述

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，接入電網(wǎng)的電氣設(shè)備種類越來越多，電網(wǎng)環(huán)境越來越復(fù)雜。精密設(shè)備的增多對電能質(zhì)量和供電的安全穩(wěn)定提出了新的挑戰(zhàn)，這不僅需要變電運(yùn)行工作人員對電網(wǎng)安全保護(hù)具有更深的理解，更要求我們采用先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)安全防護(hù)中必不可少的組成部分，對保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保電能質(zhì)量，阻止事故擴(kuò)大都起著重要的作用。當(dāng)事故發(fā)生時，繼電保護(hù)裝置會自動做出響應(yīng)，并通知變電工作人員及時進(jìn)行故障處理，恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。此外，繼電保護(hù)裝置還具有與其他設(shè)備相互配合，自動進(jìn)行故障處理的功能。通過變電站與過程控制系統(tǒng)共同構(gòu)建的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可以采用通信鏈路跳閘、采樣過量保護(hù)等方式，對變電運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時的檢測，保護(hù)變電運(yùn)行過程的安全。

2 變電運(yùn)行中繼電保護(hù)問題

繼電保護(hù)設(shè)備根據(jù)負(fù)載電荷和使用狀態(tài)等多個方面可以劃分為不同的種類，以及時地發(fā)現(xiàn)問題，方便掌握各個設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體的分類有：A類，正常運(yùn)行，指變電設(shè)備的狀態(tài)良好，正常運(yùn)行，不存在安全隱患;B類，可疑狀態(tài)，指的是變電系統(tǒng)存在一些尚未查明的故障，存在一定的安全隱患問題;C類，低可靠性狀態(tài)，指通檢測手段檢測出變電運(yùn)行過程中存在安全故障和缺陷;D類，危險，指的是變電過程中，存在較大的危險或安全隱患，需要緊急進(jìn)行處理 根據(jù)變電運(yùn)行狀態(tài)的不同分類，可以清晰地反映系統(tǒng)的問題，以便工作人員及時正確地做出應(yīng)對措施。變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)問題主要依據(jù)變電設(shè)備的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)、故障缺陷記錄、負(fù)荷數(shù)據(jù)等信息為基礎(chǔ)，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對繼電保護(hù)的對象進(jìn)行量化和保護(hù)，繼電保護(hù)的配置原則應(yīng)該遵循《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中的要求，做到以下六點：第一，變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)不僅僅是單一繼電保護(hù)裝置，而是完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，需要一次設(shè)備和二次設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，才能提高繼電保護(hù)的智能化和自動化水平。為了提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)該充分滿足“可靠性、靈敏性、選擇性、速動性”等設(shè)計要求。第二，感應(yīng)式互感器應(yīng)該由兩路采樣系統(tǒng)進(jìn)行采樣，每路采樣系統(tǒng)都采用雙A/D系統(tǒng)實現(xiàn)，采樣數(shù)據(jù)通過同一傳輸通道傳輸給一套保護(hù)裝置。這樣做的好處是大大降低了設(shè)備故障率，當(dāng)一個互感器發(fā)生故障時，另一個互感器仍然在正常工作。通過對合并單元的數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)互感器的故障問題，既提高了繼電保護(hù)的安全性又可以保證了繼電保護(hù)系統(tǒng)故障的及時排除。第三，為了防止繼電保護(hù)裝置的失靈，應(yīng)該采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，斷路器間采用點對點的方式可以有效地提高傳輸?shù)目煽啃?。第四，為了避免各個保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾，變電運(yùn)行中各等級的系統(tǒng)需要相互的獨立，繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的數(shù)據(jù)接口控制器也應(yīng)該具有一定的獨立性。第五，電壓等級高于11OkV 的單母線和雙母線電路系統(tǒng)，其相互之間應(yīng)該配置獨立的三相ECVT，從而簡化二次回路，提高系統(tǒng)的可靠性。第六，繼電保護(hù)的安裝環(huán)境應(yīng)該符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，就地安裝、分散獨立。此外，繼電保護(hù)裝置還需要定期進(jìn)行維護(hù)和更新，通過對實驗數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實際數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如果存在明顯的差異，則說明繼電保護(hù)存在一定的缺陷或問題。數(shù)據(jù)偏差的范圍與系統(tǒng)默認(rèn)的偏差范圍進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)超出問題，則說明繼電保護(hù)裝置在應(yīng)用中存在漏洞。將繼電保護(hù)裝置與同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，如果存在明顯的差異，則說明繼電保護(hù)裝置在結(jié)構(gòu)上存在缺陷。

3 變電運(yùn)行中繼電保護(hù)策略

安全是變電運(yùn)行中永恒的主題，也是不變的思想，繼電保護(hù)作為保障變電運(yùn)行安全的關(guān)鍵技術(shù)，其科學(xué)的配置方案和完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對提高變電運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性具有重要的作用。因此，我們必須深入地研究變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)策略，以保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 主變壓器的繼電保護(hù)策略

變壓器作為變電系統(tǒng)的主要設(shè)備，必須進(jìn)行全面的保護(hù)，防止其故障的發(fā)生。根據(jù)變電設(shè)備的容量和電壓等級，在低壓側(cè)與高壓側(cè)之間裝備安全可靠，性能良好的繼電保護(hù)裝置，根據(jù)安裝規(guī)范的要求，電壓保護(hù)適宜采取雙套配置，即智能終端與合并單元 （EU） 組成的雙套配置系統(tǒng)。在配置時，主、后備一體化的配置方案使第一套智能終端設(shè)備與差動保護(hù)相對應(yīng)，第二套智能終端和后備保護(hù)以及MU對應(yīng)。一方面，繼電保護(hù)裝置獲取的數(shù)據(jù)是通過檢測裝置直接測得的電壓電流量，并不通過SV網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)采樣，因此，防止網(wǎng)絡(luò)干擾對繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響。其次，變壓器 的終端設(shè)備不但與繼電保護(hù)裝置相連，而且還與GOOSE網(wǎng)絡(luò)相連接，保護(hù)裝置在控制信號中斷的情況下可以采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)控制智能終端進(jìn)行動作。

3.2 線路的繼電保護(hù)策略

變電過程線路保護(hù)過程中，測控與保護(hù)是結(jié)合在一起完成的，按照單套間隔配置。線路保護(hù)通過直接采樣和斷路器實現(xiàn)，并與GOOSE網(wǎng)絡(luò)集合使斷路器控制失靈情況下，系統(tǒng)仍然具有保護(hù)功。線路間隔之間的繼電保護(hù)裝置，不但與合并單元、智能終端串行相連，而且與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)信息傳輸。安裝在主線系統(tǒng)和子線系統(tǒng)中的電子式互感器，通過測定線路中的電壓和電流信號，輸送到合并單元中，經(jīng)過數(shù)據(jù)打包，再通過光纖進(jìn)行控制信號的傳輸。

3.3 母線的繼電保護(hù)策略

母線是變電系統(tǒng)中的主要電力傳輸線路，一旦發(fā)生事故，將對整個電力系統(tǒng)造成很大的損失。母線的繼電保護(hù)一般采取分布式的設(shè)計方法，利用單套配置進(jìn)行母線的保護(hù)有利于實現(xiàn)保護(hù)裝置與測控系統(tǒng)的集成。母線的繼電保護(hù)方案與線路的繼電保護(hù)方法很相似，但其結(jié)構(gòu)更加的簡單。通過與合并單元和智能終端的連接，母線保護(hù)裝置直接通過繼電保護(hù)系統(tǒng)實現(xiàn)差錯檢測和自動處理。

通過對以上幾種繼電保護(hù)情況進(jìn)行分析，我們可以看出，變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)主要是提高繼電保護(hù)的可靠性和響應(yīng)速度。通過采用計算機(jī)和通信技術(shù)，可以有效地提高系統(tǒng)的安全性。根據(jù)線路電壓等級和重要性的不同，需要采用不同的繼電保護(hù)策略，主變壓器和線路的繼電保護(hù)都采用了GOOSE網(wǎng)絡(luò)，作為輔助的信息傳輸線路。通信技術(shù)的引入，不但提高了系統(tǒng)的可靠性，而且方便了信息化和智能化保護(hù)裝置 的應(yīng)用 。

結(jié)束語

電力作為支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，在人類社會生存與發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。電力系統(tǒng)作為傳輸電力資源的基礎(chǔ)設(shè)施，一旦出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活。為此如何保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行成為一個值得我們普遍關(guān)注的問題。在我國電網(wǎng)中變電運(yùn)行占據(jù)重要的地位，繼電保護(hù)在保障變電運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性上發(fā)揮著極大的作用。