淺談110kV智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)

王昊毅 萬(wàn)里鵬

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)經(jīng)濟(jì)更快速、更穩(wěn)定、更高效的發(fā)展要求也日益變得明顯，最為我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益中流砥柱的電力行業(yè)而言正迫切尋求一條新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路，而我國(guó)內(nèi)部環(huán)境對(duì)電力發(fā)展變革的可求也日趨明顯，智能變電站就為我國(guó)的電力發(fā)展提供了一條可行之路，要是使智能變電站的建設(shè)與運(yùn)行取得良好結(jié)果我們就必須要做好智能變電站的繼電保護(hù)工作。

關(guān)鍵詞 110 kV智能變電站;繼電保護(hù);過(guò)程層;變電站層

智能變電站對(duì)我國(guó)信息變革、智能化電網(wǎng)變革等一些改革工作中基礎(chǔ)的一環(huán)，也是非常重要的一環(huán)，據(jù)以往的智能變電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，建立性能良好、網(wǎng)絡(luò)全面的繼電系統(tǒng)是智能變電站建設(shè)的保證，在110 kV智能變電站的建設(shè)工作中，我們結(jié)合繼電保護(hù)系統(tǒng)的裝配原理、變電站供電層的繼電保護(hù)系統(tǒng)、過(guò)程層的繼電保護(hù)系統(tǒng)這個(gè)三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析，對(duì)智能變電站中繼電保護(hù)裝置的建設(shè)作出規(guī)劃，并提出一些合理性的探究意見(jiàn)。

1 智能變電站繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)拒合的優(yōu)化方案

第一，隨著時(shí)代的發(fā)展，變電站應(yīng)用策略不斷得到更新。在這個(gè)過(guò)程中，電氣設(shè)備越來(lái)越高級(jí)、運(yùn)行速度越來(lái)越快、可靠性越來(lái)越好，其更加具備先進(jìn)性及集成性，這些都促進(jìn)了電力系統(tǒng)的良好工作，從這里可以看到智能變電站的重要工作意義。在日常工作中，繼電保護(hù)是變電站的重要組成部分，是變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重難點(diǎn)。

通過(guò)一系列的科學(xué)實(shí)踐可以得知，智能變電站的諸多故障都發(fā)生在110kV變電站工作中，很多的故障因素都與繼電保護(hù)密切相關(guān)，通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)的常見(jiàn)問(wèn)題的分析，更有利于我們針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)解決策略的應(yīng)用，從而滿足實(shí)際繼電保護(hù)問(wèn)題的解決。

從物理層面來(lái)說(shuō)，繼電站涉及到一次設(shè)備、二次設(shè)備層面的應(yīng)用。所謂的二次設(shè)備就是涉及到監(jiān)控、測(cè)控、通信、保護(hù)等設(shè)備。隨著設(shè)備的智能化發(fā)展，變電站的一次設(shè)備及二次設(shè)備不斷得到更新，這兩者實(shí)現(xiàn)了結(jié)合。在邏輯層面上，可以具體分為間隔層、站級(jí)層、過(guò)程層，在這些分級(jí)中，過(guò)程層是智能化電氣設(shè)備的重要組成部分，也是智能化部分，涉及到的應(yīng)用環(huán)節(jié)比較多，比如設(shè)備監(jiān)控、電氣量參數(shù)檢測(cè)等。

第二，隨著智能變電站工作策略的優(yōu)化，間隔層設(shè)備不斷發(fā)展變化，特別是在自動(dòng)化層面的變化，其表現(xiàn)為通信信息的分層、對(duì)象的統(tǒng)一建模、自描述規(guī)范技術(shù)等的應(yīng)用。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，站控層需要進(jìn)行變電站及其控制系統(tǒng)的通信，它的存在基礎(chǔ)是信息的共享性，保證變電站運(yùn)行的合理性，保證運(yùn)作過(guò)程中各個(gè)功能的協(xié)調(diào)。GOOSE網(wǎng)是一種過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，其是面向通用變電站事件的網(wǎng)絡(luò)。SMV/SV網(wǎng)需要進(jìn)行采樣測(cè)量值信息的傳輸，其也是一種過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。MMS網(wǎng)為了滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，可以進(jìn)行變電站主網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

第三，為了工作需要，我們需要進(jìn)行實(shí)際事件分析。某個(gè)變電站擁有一臺(tái)20000kVA的主變?cè)O(shè)備一臺(tái)，其輸出線路由不同的保護(hù)設(shè)備構(gòu)成，比如過(guò)電流保護(hù)設(shè)備、電流速斷保護(hù)設(shè)備。這種開(kāi)關(guān)得到了投入運(yùn)行，實(shí)踐證明，其具備良好的運(yùn)行狀況，但是隨著居民生活質(zhì)量的提升，其用電負(fù)荷不斷的加大，這意味著配變?nèi)萘康牟粩嘣龃?。該設(shè)備運(yùn)行了4年之后，10#開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了拒合情況，工作人員沒(méi)有很好地進(jìn)行該故障的排除，進(jìn)行了10#開(kāi)關(guān)跳合情況的記錄。

10#開(kāi)關(guān)出現(xiàn)上述情況的原因是有規(guī)律的，在運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)關(guān)必須要滿足相關(guān)條件才能出現(xiàn)所謂的開(kāi)關(guān)跳躍故障，比如開(kāi)關(guān)所在線路出現(xiàn)了相間短路故障，并且這種故障是永久性的，又如開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)焊死了或者出現(xiàn)合閘位置的卡死情況，導(dǎo)致其無(wú)法進(jìn)行復(fù)位。通過(guò)對(duì)這兩點(diǎn)的分析，工作人員再進(jìn)行該開(kāi)關(guān)的測(cè)試及其檢查，從而保證開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行。

我們需要注意的是10#開(kāi)關(guān)不是所謂的開(kāi)關(guān)跳躍情況，在恢復(fù)運(yùn)行過(guò)程中，該開(kāi)關(guān)依舊出現(xiàn)拒合情況，工作人員再次針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，得知出現(xiàn)該情況的原因是此開(kāi)關(guān)的過(guò)程保護(hù)沒(méi)有進(jìn)行時(shí)限的應(yīng)用，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。

第四，上面的情況之所以出現(xiàn)，都是因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)時(shí)間繼電器的問(wèn)題，如果這種時(shí)間繼電器不能進(jìn)行良好的連接或者不能進(jìn)行常開(kāi)接點(diǎn)的回路有效連接，不能進(jìn)行瞬動(dòng)常開(kāi)接點(diǎn)的回路有效連接，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)過(guò)程中的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要保證線路的改接策略優(yōu)化，提升其應(yīng)用效益，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題給出解決方案，10#開(kāi)關(guān)就不會(huì)出現(xiàn)拒合情況，從而最大程度地降低合閘沖擊電流產(chǎn)生的負(fù)面影響。

在設(shè)備剛進(jìn)行投入運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷是比較小的，沖擊電流也比較小，無(wú)法進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)裝置的啟動(dòng)。隨著負(fù)荷的增大，沖擊電流越來(lái)越大，其達(dá)到一定的程度后，就會(huì)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)裝置的啟動(dòng)，從而出現(xiàn)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)拒合情況。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，如果運(yùn)行方式發(fā)生改變，沖擊電流變小，就能夠合上。電路進(jìn)行改裝，并不影響合閘電流的運(yùn)行應(yīng)用，但是時(shí)限保護(hù)裝置卻對(duì)沖擊電流的運(yùn)行有著重要的影響。

2 110kV智能變電站繼電保護(hù)方案的優(yōu)化

第一，如某個(gè)變電站的一個(gè)工程，需要進(jìn)行容量20000kVA的主變?cè)O(shè)計(jì)，其電壓等級(jí)分為三種，分別是35kV、10kV、110kV，針對(duì)其不同的電壓需要進(jìn)行不同接線方式的應(yīng)用，35kV是單母線方式，10kV是一種單母線分段帶旁路方式。為了滿足下一個(gè)程序的需要，進(jìn)行了容量10000kVA的主變?cè)O(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)了一系列的試運(yùn)，其運(yùn)行非常正常，測(cè)試了110kV側(cè)開(kāi)關(guān)，空載24時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)什么故障，再進(jìn)行主變差動(dòng)保護(hù)設(shè)施的應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)該種情況的記錄及其分析，主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作出現(xiàn)的時(shí)候，在其一定保護(hù)范圍內(nèi)，并沒(méi)有出現(xiàn)有關(guān)的異常情況。為了解決實(shí)際問(wèn)題，我們需要做好故障的原因分析，CT極性接錯(cuò)。經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試，假設(shè)正確。進(jìn)行重新連接，再進(jìn)行投入運(yùn)行，可以發(fā)現(xiàn)35kV側(cè)的負(fù)荷功率到620kW時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)出現(xiàn)一系列的告警信號(hào)，其設(shè)定值是0.2A，延時(shí)5s后再發(fā)出，通過(guò)實(shí)際檢查，并沒(méi)有出現(xiàn)什么異常情況。通過(guò)對(duì)其計(jì)算，35kV側(cè)差動(dòng)平衡系數(shù)KPM=1.39，這就需要進(jìn)行更正，更正后，再?zèng)]有出現(xiàn)相關(guān)的異常情況。

通過(guò)對(duì)35kV側(cè)的CT變比的更正，其投入運(yùn)行后，再?zèng)]有出現(xiàn)相關(guān)的情況。該情況的出現(xiàn)與不同廠家開(kāi)關(guān)的使用有關(guān)，裝配完畢后，沒(méi)有進(jìn)行有效的匹配測(cè)試，在進(jìn)行接線過(guò)程中，需要進(jìn)行設(shè)備的參數(shù)值及其保護(hù)限定值的分析，避免由于人為因素導(dǎo)致的一系列失誤。

第二，通過(guò)對(duì)10kV線路繼電保護(hù)線路問(wèn)題的分析，為了更有利于繼電器的保護(hù)，提升保護(hù)效果，一般情況是需要進(jìn)行大電流發(fā)聲器設(shè)備及其保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行組合，進(jìn)行相位固定，確保其時(shí)間同步，從而避免線路保護(hù)過(guò)程中的異常情況問(wèn)題。在實(shí)踐應(yīng)用中，電網(wǎng)中的保護(hù)測(cè)試儀及其大電流發(fā)生器都是獨(dú)立性的設(shè)備，為了解決測(cè)試的問(wèn)題，我們需要進(jìn)行電源電壓值的工作，按照這兩個(gè)儀器之間的相位關(guān)系，做好相關(guān)電壓的調(diào)整工作。

為了滿足實(shí)際工作要求，進(jìn)行時(shí)間同步配合問(wèn)題的分析是必要的。如果上述兩種電氣設(shè)備不能進(jìn)行時(shí)間同步，就可能出現(xiàn)故障電流及其電壓不能加入保護(hù)裝置情況，從而導(dǎo)致保護(hù)裝置不可靠，這就需要我們進(jìn)行時(shí)間同步問(wèn)題的分析，進(jìn)行遙控器的控制回路應(yīng)用，保證其同步配合性，從而滿足實(shí)際的傳動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)用。這種方法具備良好的可靠性及其穩(wěn)定性，不僅有利于工作校驗(yàn)效率的提升，還有利于110kV繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，影響其穩(wěn)定工作的因素是很多的，為了解決實(shí)際問(wèn)題，工作人員需要針對(duì)具體工作情況進(jìn)行相關(guān)解決策略的應(yīng)用，提升應(yīng)用效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭俊文.智能變電站的繼電保護(hù)配置分析[J].科技與創(chuàng)新，2015，（1）.

[2] 劉嘯峰.110kV智能變電站數(shù)字化繼電保護(hù)研究[J].科技致富向?qū)В?014，（29）.

[3] 曾波.110kV智能變電站繼電保護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題分析[J].通訊世界，2014，（19）.