繼電保護(hù)二次電壓切換問題分析及對策研究

周飛達(dá)，李 納

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泗洪縣供電分公司，江蘇 泗洪 223900）

0 引 言

變電站在電力系統(tǒng)中處于一個(gè)十分重要的地位，變電站的正常運(yùn)行對于居民的生活用電產(chǎn)生很大的影響。在變電站的繼電保護(hù)設(shè)備上，二次電壓切換時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，解決這些問題能夠讓變電站更安全地完成變電工作。

1 繼電保護(hù)中二次電壓切換出現(xiàn)問題的原因分析

繼電保護(hù)中二次電壓切換出現(xiàn)問題的產(chǎn)生原因有很多，通常出現(xiàn)問題多集中在設(shè)計(jì)方面的不足以及運(yùn)行過程中的檢測出現(xiàn)紕漏。

1.1 設(shè)計(jì)方面存在的不足之處

在變電站的變電系統(tǒng)中，通常需要一些刀閘輔助開關(guān)來起到一定的輔助作用。在這些刀閘輔助開關(guān)的設(shè)計(jì)上和質(zhì)量上存在的一些問題是導(dǎo)致繼電保護(hù)中二次切換問題的主要因素之一。由于這些刀閘輔助開關(guān)對于整個(gè)變電系統(tǒng)的影響較小，所以在變電站的建設(shè)時(shí)對這些細(xì)節(jié)部位的開關(guān)質(zhì)量關(guān)注較少，導(dǎo)致這些刀閘輔助開關(guān)容易出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。例如，刀閘輔助開關(guān)常閉接點(diǎn)的質(zhì)量問題會導(dǎo)致繼電保護(hù)二次電壓切換出現(xiàn)一些問題。如果刀閘輔助開關(guān)常閉接點(diǎn)出現(xiàn)一定的故障，會使得刀閘輔助開關(guān)不能準(zhǔn)確地反映刀閘的正確位置。一旦刀閘的準(zhǔn)確位置不能得到真實(shí)的反映，在進(jìn)行二次電壓切換時(shí)就會使得在兩條母線之間形成較大的電勢差，并在雙母線系統(tǒng)中的一些設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生較大的短路電流。這些較大的短路電流會在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)致一些設(shè)備被燒毀，在情況較為嚴(yán)重時(shí)還會產(chǎn)生一些明火，遇到一些較為易燃的設(shè)備材料時(shí)會產(chǎn)生較大規(guī)模的火災(zāi)。一旦產(chǎn)生較大的火勢對于整個(gè)變電站將會造成十分嚴(yán)重的打擊，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[1]。

1.2 檢測維護(hù)中存在的問題

除了設(shè)計(jì)方面存在的一些問題，在變電系統(tǒng)的維護(hù)和質(zhì)量檢測方面出現(xiàn)的一些問題也會導(dǎo)致繼電保護(hù)中二次電壓切換出現(xiàn)一些異常。例如，在一些較為偏遠(yuǎn)較為落后的地區(qū)，變電站中變電系統(tǒng)的維護(hù)和質(zhì)量檢測卻經(jīng)常不能夠定期進(jìn)行。事實(shí)上，變電系統(tǒng)中一些設(shè)備較容易出現(xiàn)故障。這是因?yàn)橐恍┰O(shè)備和原件本身都有使用壽命，一旦超過了最長使用壽命，并且這些設(shè)備處于一些較為偏遠(yuǎn)落后的地區(qū)，就會進(jìn)一步因檢查和管理力度不足而出現(xiàn)故障，尤其是一些重要的開關(guān)設(shè)備。開關(guān)故障會導(dǎo)致電路出現(xiàn)斷路或短路的情況發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的短路電流，這些短路電流會在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大的熱量，造成一些設(shè)備的損壞，在一些保護(hù)措施較差的變電站如果情況較為嚴(yán)重，甚至?xí)l(fā)生爆炸等安全事故[2]。

2 應(yīng)對繼電保護(hù)中二次電壓切換問題的一些對策

2.1 完善繼電保護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)過程中要根據(jù)該變電站的總接線方式進(jìn)行一定的調(diào)整，這樣能夠讓繼電保護(hù)設(shè)備起到更好的保護(hù)效果，在二次電壓切換時(shí)產(chǎn)生問題的概率也會更小。在電壓切換回路設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮變電站總接線方式外，還需要考慮繼電器的接點(diǎn)方式設(shè)計(jì)。目前，我國的大部分變電站進(jìn)行繼電保護(hù)時(shí)通常使用同時(shí)動作信號。在使用這種信號進(jìn)行繼電保護(hù)時(shí)，使用雙位置繼電器能夠更好的完成繼電保護(hù)工作。在繼電保護(hù)二次電壓切換的各種影響因素中，母線運(yùn)行方式的判斷也是十分重要的，在母線的保護(hù)措施設(shè)計(jì)中使用斷路器進(jìn)行保護(hù)也是較為安全的設(shè)計(jì)方式之一。斷路器的使用能夠準(zhǔn)確地判斷母線運(yùn)行的形式，在繼電保護(hù)中二次電壓切換出現(xiàn)問題時(shí)，即使切換電路產(chǎn)生一些異常，由于斷路器的存在，也不會對母線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成過多的影響[3]。圖1為二次電壓切換部分原理圖。

2.2 完善對于變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢測和維護(hù)

除了在設(shè)計(jì)方面進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，在繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行中提高檢測質(zhì)量以及定期進(jìn)行維護(hù)也是減少二次電壓切換故障問題出現(xiàn)的有效方式。在變電站運(yùn)行的各個(gè)系統(tǒng)中，通常都會進(jìn)行較大電壓的荷載，一旦某些設(shè)備出現(xiàn)一些故障，就會產(chǎn)生較大的危害。因此，要建立一個(gè)完善的檢測系統(tǒng)對變電站中的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的相關(guān)檢測。此外，繼電保護(hù)系統(tǒng)是較為復(fù)雜的，很容易出現(xiàn)一些問題，因此要對其進(jìn)行定期維護(hù)。

2.3 進(jìn)行人才培養(yǎng)，從技術(shù)層面解決繼電保護(hù)二次電壓切換故障問題

想要從根本上解決繼電保護(hù)二次電壓切換容易產(chǎn)生故障的問題，就需要從技術(shù)層面進(jìn)行更新，研究更加全面先進(jìn)的技術(shù)。一些高等院校的電力專業(yè)可以讓學(xué)生進(jìn)行與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次切換電壓故障問題解決相關(guān)的課題研討和項(xiàng)目研究，國家也可以制定一系列的政策鼓勵年輕人進(jìn)行技術(shù)方面的研究和深造，學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的科學(xué)知識并加以利用，研究出更加穩(wěn)定，更不容易出現(xiàn)故障的繼電保護(hù)系統(tǒng)。

圖1 二次電壓切換部分原理圖

2.4 利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助解決繼電保護(hù)二次電壓切換問題

計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)近些年來發(fā)展十分迅速，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不再僅僅在自身的領(lǐng)域發(fā)揮作用，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了十分重要的作用，幫助其他領(lǐng)域完成一些較難處理的問題。計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的構(gòu)建模型以及模擬系統(tǒng)，具有運(yùn)算速度極快，存儲容量巨大的優(yōu)勢，可以建立起一套完善的模擬系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，不但可以進(jìn)行許多數(shù)據(jù)方面的計(jì)算和處理，還能夠模擬一些繼電保護(hù)二次電壓切換的情況。在這個(gè)模擬系統(tǒng)中，可以將設(shè)計(jì)的電路和裝置通過建立模型進(jìn)行測試，通過多次的測試發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)以及裝置設(shè)計(jì)方面存在的問題。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠根據(jù)模擬系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)電路和裝置的運(yùn)行情況，有針對性地做出一定的調(diào)整和改變，在設(shè)計(jì)層面盡可能地減少可能出現(xiàn)的問題。利用計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)，能夠讓設(shè)計(jì)層面的問題在早期就被解決掉，避免在設(shè)計(jì)過程中難以發(fā)現(xiàn)。除了解決設(shè)計(jì)層面的問題，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二次切換的控制也是計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)領(lǐng)域的主要作用之一。計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行二次電壓切換的操控，能夠更加精確和準(zhǔn)確，相比于人工進(jìn)行操作會減少一定的危險(xiǎn)性和不精確性。另外，必須采用人工手動操控的設(shè)備也可以利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的模擬操作，通過計(jì)算機(jī)模擬后操作人員能夠擁有更高的熟練程度，在進(jìn)行實(shí)際的操作時(shí)能夠減少由于不熟練所導(dǎo)致的問題。

除了計(jì)算機(jī)技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也能夠?qū)^電保護(hù)二次電壓切換提供一定的幫助?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅僅局限在計(jì)算機(jī)設(shè)備之間進(jìn)行聯(lián)通，物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)逐漸在生活中和工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行嘗試和使用。繼電保護(hù)裝置中的原件和裝置也可以通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接，建立起一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用互聯(lián)網(wǎng)對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)二次電壓切換出現(xiàn)問題時(shí)，能夠通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地傳輸給管理部門，第一時(shí)間給出解決方式，提高了繼電保護(hù)二次電壓切換問題的處理速度和處理效率。利用互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)將繼電保護(hù)系統(tǒng)互相聯(lián)通的好處在于能夠?qū)C(jī)電保護(hù)裝置形成一個(gè)整體，能夠充分協(xié)調(diào)每個(gè)裝置，減少由于部分裝置運(yùn)行問題所導(dǎo)致的整體問題出現(xiàn)，也便于技術(shù)人員進(jìn)行故障排查和處理。

3 結(jié) 論

變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中二次電壓切換問題的產(chǎn)生原因主要由設(shè)計(jì)方面和檢測維護(hù)方面兩個(gè)因素所導(dǎo)致。在設(shè)計(jì)層面減少繼電保護(hù)二次電壓切換問題產(chǎn)生需重點(diǎn)從兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。一方面，電壓切換回路的設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮變電站的總接線形式，另一方面可以通過斷路器的設(shè)置保護(hù)母線避免受到嚴(yán)重的損害。在檢測維護(hù)方面要加強(qiáng)對于變電站內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠第一時(shí)間進(jìn)行處理并發(fā)出警報(bào)，提醒變電站工作人員進(jìn)行檢查和維修。此外，想要從根本上解決二次電壓切換問題還需要從技術(shù)層面進(jìn)行優(yōu)化，需加強(qiáng)人才培養(yǎng)，優(yōu)化技術(shù)。