智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

胡海浪 劉偉

摘 要：智能變電站的投入使用，離不開繼電保護系統(tǒng)的支持。然而，智能變電站繼電保護系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和操作過程與我們之前使用的變電站相差甚遠。所以，智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性就成了目前急需解決的問題。本文將通過對智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性科學(xué)、合理的分析得出相應(yīng)的結(jié)論，即對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行改進和升級，全面提升智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(tǒng);可靠性

目前，我國的電力電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展迅速，為了將電力輸送到全國的每個角落，智能變電站的建設(shè)工程已經(jīng)開展，再加上我國城市建設(shè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，智能變電站的建設(shè)就成為了電力輸送的核心基礎(chǔ)。智能變電站繼電保護系統(tǒng)作為電力輸送的技術(shù)核心，它的可靠性就成為了建設(shè)工作的重心，為了及時的發(fā)現(xiàn)和解決智能變電站繼電保護系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，技術(shù)人員可以通過工作經(jīng)驗和科學(xué)分析的手段來制定出相應(yīng)的方案來解決這個問題，為智能變電站繼電保護系統(tǒng)保駕護航。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的工作原理和作用

1.1智能變電站繼電保護系統(tǒng)工作原理

智能變電站電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，繼電保護系統(tǒng)都會顯現(xiàn)出以下四種不同的狀況。第一、繼電器線路中電流增大和短路，通常發(fā)生故障的電器元件與它直接相連的電源中間的線路會出現(xiàn)短路，電流增大的狀況，此故障會導(dǎo)致線路損毀;第二、電壓降低的故障，在發(fā)生相間短路與接地短路故障時，電源與用電器各點的相間電壓或相電壓值直線下降，它還有個特點，越靠近短路位置，其電壓就越低;第三、電流與電壓的相位角發(fā)生偏差和一定幾率的變動。當(dāng)繼電器正常工作時，電流與電壓之間相位角與負(fù)荷的功率因數(shù)角相同，一般為19°左右，三相短路時，電流與電壓之間的相位角就由線路的阻抗角決定，一般為59°～84°，然而，保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°+（60°～85°）;第四、測量阻抗的變化，測量阻抗也就是測量點電壓除以電流的數(shù)值。系統(tǒng)正常工作過程中，阻抗數(shù)值為負(fù)荷阻抗;金屬性短路時，測量阻抗變化為線路阻抗，故障消失后，測量阻抗的值明顯減小，并且阻抗角也會隨之減小。

1.2智能變電站繼電保護系統(tǒng)的作用

智能變電站繼電保護系統(tǒng)的功能包括，當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)線路異常的情況時，它的反應(yīng)在最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)自身可以把故障點檢測出來，或者發(fā)出求救信號呼叫值班工作人員消除故障點的故障，以此減緩或者避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障時對相鄰地區(qū)供電不足的問題。這也是繼電保護系統(tǒng)的可靠性所在。

2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)基本要求和操作規(guī)范

2.1基本要求

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，智能變電站繼電保護系統(tǒng)裝置必須要滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。這四個性質(zhì)之間，存在著矛盾和統(tǒng)一的辯證關(guān)系。以下對這四個性質(zhì)進行相關(guān)解釋。第一、可靠性是指保護一個物體時應(yīng)做出什么樣的保護性動作，在相應(yīng)的時期做出正確的反應(yīng)才能保證它的可靠性。否則，就破壞相應(yīng)的平衡。第二、選擇性是指由發(fā)生故障的設(shè)備或線路本身的保護功能來排除故障，當(dāng)發(fā)生故障的設(shè)備或線路本身的保護或斷路器沒有斷開鏈接時，系統(tǒng)才會默認(rèn)由相鄰的設(shè)備和線路保護來排除發(fā)生故障的部位。這樣設(shè)定系統(tǒng)是為了防止兩套臨近的繼電保護系統(tǒng)在工作時發(fā)生沖突，具有保護功能的兩個元器件之間，它們的保護功能具有選擇性，才不會導(dǎo)致系統(tǒng)的紊亂。第三、設(shè)備還必須具有靈敏性，在系統(tǒng)和電路發(fā)生故障時，系統(tǒng)的保護裝置應(yīng)該具有感知系統(tǒng)危險靈敏性的能力，每種元器件和系統(tǒng)的感知靈敏性系數(shù)的能力都不一樣。每個元器件和系統(tǒng)靈敏性的要求，都是根據(jù)繼電保護系統(tǒng)的整體要求決定的。第四、系統(tǒng)的速度性是指繼電保護系統(tǒng)可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并隔離發(fā)生短路故障的部位，最大程度上減輕故障部位對整個系統(tǒng)的損害。以上就是對四種要求的解釋，只有繼電保護系統(tǒng)具有這四種性質(zhì)，才能以最好的狀態(tài)去保護智能變電站，讓它在發(fā)生故障的第一時間，屏蔽、切除故障部位。

2.2 操作規(guī)范

智能變電站要想安全平穩(wěn)的運行，就需要讓它的軟壓板按照規(guī)章流程和相應(yīng)要求來進行操作，才能實現(xiàn)智能變電站的平穩(wěn)運行，母線刀閘在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中的可靠性也影響著整個系統(tǒng)的可靠性，因為母線刀閘的使用方法比較復(fù)雜，所以在工作人員的實際操作過程中會有潛在的危險發(fā)生。母線刀閘的規(guī)范使用也直接決定了智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運行。因此，每當(dāng)進行母線刀閘的操作時，必須要有專業(yè)工作人員在場。

3 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析方法

繼電保護系統(tǒng)是一個多元件的器械，在使用的過程中如果有一個元件出現(xiàn)了問題，它的所有功能都會受到影響。因此，對于繼電保護系統(tǒng)的規(guī)范操作和檢修也是對它的一種保護，最大限度提高了系統(tǒng)的可靠性。繼電保護系統(tǒng)的調(diào)試、安裝與檢修工作，需要的技術(shù)含量越來越高，因此要對技術(shù)人員進行合理的培訓(xùn)和指導(dǎo)。讓技術(shù)人員熟練地掌握繼電保護系統(tǒng)的組成和原理，訓(xùn)練工作人員的應(yīng)急能力和維修速度，這些專業(yè)培訓(xùn)也決定整個繼電保護系統(tǒng)的可靠性高低。對于繼電器的操作，工作人員需要在記錄表中填寫真實的檢修步驟和使用流程，以便于工作人員對工作的認(rèn)真負(fù)責(zé)和責(zé)任追查工作。在倒閘操作的時候，必須要有專業(yè)的員工在場指揮和監(jiān)督，倒閘這個步驟有非常嚴(yán)格的技術(shù)要求，稍有不慎就會產(chǎn)生電器事故。

4 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體措施

智能變電站繼電保護系統(tǒng)在電力系統(tǒng)工作中的可靠性十分重要，直接決定變電站的安全系數(shù)，為了增加智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性，主要的應(yīng)對方法有以下3種。

4.1加強間隔層中的繼電保護工作

為了讓系統(tǒng)在發(fā)生故障時還可以繼續(xù)工作，通常使用兩套系統(tǒng)，其一：作為備用系統(tǒng)，在主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時備用系統(tǒng)可以第一時間加入工作，彌補了故障部位的功能，讓系統(tǒng)繼續(xù)運轉(zhuǎn)。在繼電器工作的過程中，需要對后備系統(tǒng)進行定期的檢修，以防后第一系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，后備系統(tǒng)不能及時正常工作的風(fēng)險。制訂多套預(yù)備方案，也是對系統(tǒng)進行保護的方法之一，這些方法都可以增加繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

4.2對繼電保護系統(tǒng)進行細(xì)節(jié)上的保護

繼電器元件小而多，對繼電保護系統(tǒng)的保護也體現(xiàn)在細(xì)節(jié)操作上。在繼電器運轉(zhuǎn)期間，要對它進行定期的檢修工作，防患于未然。對于工作態(tài)度也要進行細(xì)節(jié)把握，面對細(xì)枝末節(jié)的工作，需要專業(yè)人員具有較高的專業(yè)素養(yǎng)。面對各種突如其來的問題要時刻做好準(zhǔn)備，才能確保繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

4.3強化繼電系統(tǒng)的冗余性

實踐總結(jié)出的經(jīng)驗告訴我們，強化繼電系統(tǒng)的冗余性，也能保障繼電保護系統(tǒng)的正常平穩(wěn)運行。在多種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是繼電保護系統(tǒng)可靠性的評定標(biāo)準(zhǔn)。讓系統(tǒng)在發(fā)生故障時能夠有足夠多的備用通道可以繼續(xù)工作，就是強化了系統(tǒng)的冗余性，增加了系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)束語

通過研究可以得出，繼電保護系統(tǒng)的強化和工作人員的培訓(xùn)，可以使智能變電站繼電保護系統(tǒng)的工作安全性大幅提高。通過計算機后臺對數(shù)據(jù)進行實時掌控，在第一時間反饋故障點，規(guī)避故障點，達到可靠性和速度性的要求。通過使用培訓(xùn)技術(shù)人員和強化系統(tǒng)的方法，可以為繼電保護系統(tǒng)提供理論、數(shù)據(jù)和技術(shù)的支撐。這些方法都可以對繼電保護系統(tǒng)進行完善和創(chuàng)新，使智能變電站繼電保護系統(tǒng)能夠更加安全可靠的運行。

參考文獻：

[1]杜亞靜 ， 朱翰超 ， 王姍 ， 劉洪碩 .220kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性研究[J].河北工業(yè)科技 ，2018，35（02）：139-144.

[2]馬驍旭 ， 王壽星 ， 張洪帥 ， 李季 . 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報 ，2016，13（30）：5+7.

[3]王同文 ， 謝民 ， 孫月琴 ， 沈鵬 . 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制 ，2015，43（06）：58-66.