電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修

呂淵　許洪新　李騰飛

摘 要：由于電網(wǎng)的系統(tǒng)越來越大，輸電線路電壓等級越來越高，現(xiàn)代輸電網(wǎng)管理和運(yùn)營模式的變革迫在眉睫，這也要求電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更安全、更穩(wěn)定、更高效、更靈活。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和繼電保護(hù)設(shè)備的大量使用，傳統(tǒng)的檢修模式已經(jīng)不能適用于當(dāng)前的電力系統(tǒng)，因此，電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)設(shè)備的檢修模式進(jìn)行了改革，構(gòu)建電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型，以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，進(jìn)行二次回路的各相定子電流穩(wěn)定性分析，檢修電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電力雙回線路;繼電保護(hù)設(shè)備;檢修

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0067-03

Condition-based?Maintenance?of?Relay?Protection

Equipment?in?Power?Double?Circuits

LYU?Yuan1 XU?Hongxin1，2 LI?Tengfei3

（1.?Hydropower?Plant?of?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，Qingyang?Gansu?745100;2.China?University?of?Petroleum?（East?China），Dongying?Shandong?257061;3.Material?Supply?Division?of?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，Xi'an?Shaanxi?710016）

Abstract：?As?the?grid?system?becomes?larger?and?larger，?and?the?transmission?line?voltage?level?is?getting?higher?and?higher，?the?transformation?of?modern?transmission?grid?management?and?operation?models?is?imminent.?This?also?requires?the?operation?and?control?of?power?systems?to?be?safer，?more?stable，?more?efficient，?and?more?flexible.?With?the?continuous?development?of?the?power?system?and?the?extensive?use?of?relay?protection?equipment，?the?traditional?maintenance?mode?can?no?longer?be?applied?to?the?current?power?system.?Therefore，?the?power?system?has?reformed?the?maintenance?mode?of?relay?protection?equipment，?and?constructed?a?fault?state?prediction?model?of?relay?protection?equipment?for?power?double-circuit?lines，and?analyzed?the?stator?current?stability?of?each?phase?of?the?secondary?circuit?by?taking?the?effective?value?of?the?output?current?of?the?secondary?circuit?of?the?relay?protection?and?the?plane?current?component?of?the?third?harmonic?as?constraint?variables，?in?order?to?repair?the?status?of?the?power?protection?equipment?of?the?double-circuit?line.

Keywords：?power?double?circuit;relay?protection?equipment;overhaul

隨著我國電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)漸漸趨于復(fù)雜化，范圍不斷擴(kuò)大，所以設(shè)備檢修工作量也不斷加大，人們必須重視電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作[1，2]。本文從檢修方法和檢修過程兩個(gè)方面深入研究了電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修。

1 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的方法

1.1 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型

為了實(shí)現(xiàn)對電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)故障預(yù)測，首先構(gòu)建雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型，以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，進(jìn)行等效電路分析。繼電保護(hù)二次回路的共軛轉(zhuǎn)子半徑為[rr]，供電頻率為[Jcu]，采用自適應(yīng)能量均衡方法進(jìn)行等效電路分析，構(gòu)建繼電保護(hù)二次回路的輸出轉(zhuǎn)矩和耦合模型，即

采用模擬三相SVM-DTC結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效電路設(shè)計(jì)，在繼電保護(hù)二次回路的輸出端形成線圈序列，五相電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢耦合系數(shù)低，功率因數(shù)小，采用改進(jìn)型容錯(cuò)直接轉(zhuǎn)矩模型進(jìn)行電路的電磁耦合控制，根據(jù)銅損最小原則進(jìn)行輸出功率控制，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢軌跡進(jìn)行繼電保護(hù)二次回路的T型等效電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行高變逆變器和次級補(bǔ)償電路整流設(shè)計(jì)，建立互感耦合模型。

繼電保護(hù)二次回路的輸出端采用五相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)線性疊加原理進(jìn)行恒流源控制。對電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測，需要以繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測為基礎(chǔ)[3，4]。目前，人們主要通過電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的歷史信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對其進(jìn)行檢修，保障繼電設(shè)備的正常運(yùn)行。

另外，電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的目標(biāo)是：延長繼電保護(hù)設(shè)備的使用時(shí)間，改善繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行能力，減少因?yàn)殄e(cuò)誤而導(dǎo)致停電的機(jī)會(huì)，提高繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行效率，減少整體的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營成本[5]。

1.2 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修方法

在電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修中，先是要對供電系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析。因此，繼電設(shè)備狀態(tài)檢修期間，要以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，在電磁耦合器的輸入阻抗并聯(lián)情況下，繼電保護(hù)二次回路的繞組阻抗[Zrl]，[Zsr]，[Zps]分別為：

此時(shí)，在優(yōu)化控制模型下，繼電保護(hù)二次回路電流間諧波分量幅值為：

[po=ω40M2psM2srM2rlL2lI2pRo（ω20M2srL2l+RsRrL2l+RsRoM2rl）2]???????????????（6）

在電流內(nèi)環(huán)積分系數(shù)控制下，分析諧波幅值隨頻率的變化關(guān)系，在[N]個(gè)與磁場垂直的導(dǎo)體內(nèi)，繼電保護(hù)二次回路傳輸效率為：

根據(jù)上述計(jì)算間諧波分量[Rp]和[Rs]的結(jié)果，分析間諧波分量之間的頻率特征量，構(gòu)建繼電保護(hù)二次回路的控制約束參量模型，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修。

在檢修的過程中，若出現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)異?；蛘咤e(cuò)誤情況，電力系統(tǒng)所帶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行自檢，然后對系統(tǒng)傳輸報(bào)警信號，并會(huì)立即暫停繼電保護(hù)設(shè)備保護(hù)程序[6，7]。而要確保狀態(tài)檢修的正確性，計(jì)算機(jī)程序必須采用標(biāo)準(zhǔn)化格式，以提升計(jì)算機(jī)的靈敏度。

繼電保護(hù)設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間需要安置通信接口，保障其安全性。在繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)可以在第一時(shí)間通過信息、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析出故障點(diǎn)。除此之外，在計(jì)算機(jī)保護(hù)下，繼電保護(hù)設(shè)備安全性通常得到大大的提高，為電力系統(tǒng)節(jié)省了大量的人力和物力[8]。

電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的傳統(tǒng)方法主要是定期對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢查，其間不考慮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，比較盲目。而電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修則是以減少損失、提升電力系統(tǒng)的安全性和供電效率等為目標(biāo)，繼電保護(hù)設(shè)備檢修更加具有可操作性，還延長了設(shè)備使用時(shí)間。

2 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修原理

電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作主要由班組、車間來進(jìn)行評價(jià)。主要流程包括：繼電保護(hù)設(shè)備的信息收集、對其進(jìn)行評價(jià)、對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估、得出檢修結(jié)果、完善檢修計(jì)劃、進(jìn)行檢修實(shí)施、對設(shè)備績效進(jìn)行評估[9]。繼電保護(hù)設(shè)備的信息主要指的是投入使用前的信息，如設(shè)備出廠報(bào)告、投入使用前的交接報(bào)告等，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行信息包括故障、跳閘等。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析后，班組依據(jù)相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況對檢修結(jié)果進(jìn)行校正，之后車間評價(jià)班組給出的初級報(bào)告，根據(jù)最終得出的結(jié)果，修訂檢修計(jì)劃。

自電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施以來，檢修的工作量相對于以前減少了大約70%，從而減少了錯(cuò)誤操作的可能性。檢修模式的改變，還為電力系統(tǒng)節(jié)省了大量的人力和物力，符合可持續(xù)發(fā)展要求，有著明顯的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)的檢修變得尤為重要，是評估該設(shè)備狀態(tài)的核心和重點(diǎn)[10-12]。

3 結(jié)語

生活中，電力應(yīng)用無處不在，電力是人們賴以生活的基礎(chǔ)能源，可以推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故，就會(huì)導(dǎo)致不可彌補(bǔ)的后果，所以電力企業(yè)要保證電力線路系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不斷滿足人們對電力的需求。繼電保護(hù)設(shè)備是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段，電力企業(yè)要加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)檢修，避免設(shè)備發(fā)生故障，保障電力系統(tǒng)高效運(yùn)行。

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