智能變電站繼電保護系統(tǒng)所面臨的若干問題

黃曉

摘要：繼電保護的主要任務(wù)是檢測和處理電力系統(tǒng)中的異常情況，對故障部位進行隔離和切除，實時發(fā)布報警信號，實現(xiàn)對電網(wǎng)的自動調(diào)節(jié)。且需要對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成部分進行深入的了解，并且對各種影響因素進行有效的控制，以提高系統(tǒng)運行的可靠性?；诖耍疚尼槍χ悄茏冸娬纠^電保護系統(tǒng)所面臨的若干問題進行分析，并提出解決對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(tǒng);問題分析

目前，在進行繼電保護系統(tǒng)設(shè)計的過程中，還存在一定的問題。需要結(jié)合國內(nèi)外先進的經(jīng)驗，根據(jù)實際建設(shè)情況，對系統(tǒng)運行過程中可能存在的一些故障問題以及影響因素進行有效的控制，還需要制定科學(xué)合理的預(yù)防措施，以降低系統(tǒng)運行過程中故障問題的發(fā)生率。

一、智能變電站概述

智能變電站是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與電力事業(yè)有效融合的體現(xiàn)，所以從定義角度進行分析，智能變電站是采用先進、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動等高級功能的變電站，所以相比于傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站的功能更加全面，工作優(yōu)勢明顯，以下將從三個角度入手進行分析：a.結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，在傳統(tǒng)變電站當(dāng)中，雖然具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但由于其特點并不明顯，在一次和二次設(shè)備之間多數(shù)以采用電纜的硬接點、后臺的通信方式為主要采集和傳輸信息的手段，所以工作效率較低，而反觀智能變電站，由于每個設(shè)備之間都與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互連通，所以各層均使用網(wǎng)絡(luò)方式對信息進行收集和傳輸，所以信息的共享效果較好，能夠極大程度的提高電網(wǎng)的智能化水平。b.二次設(shè)備的布置方式，在傳統(tǒng)變電站當(dāng)中，二次設(shè)備的布置方式主要是通過微機保護，將交流的輸入組件、A/D轉(zhuǎn)換組件、保護邏輯CPU、開入/開出等組件集成到一起，而智能變電站的二次設(shè)備布置方式僅需要對一次設(shè)備和二次設(shè)備重新進行定位，將保護裝置交流的出入組件與A/D轉(zhuǎn)換組件結(jié)合成為一個合并單元，并將其放在就地的TA和TV周圍。c.保護接口，傳統(tǒng)變電站的保護接口兼容度較低，從實際情況來看，多數(shù)傳統(tǒng)變電站僅能夠支持5A或100V類模擬量接口，所以相對具有一定局限性，而智能變電站的保護接口除卻能夠支持點對點模式外，還能夠支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相對靈活高效。

二、智能變電站繼電保護優(yōu)點

1）在智能化變電站中，通過運用網(wǎng)絡(luò)層次實現(xiàn)一次設(shè)備的配合，實現(xiàn)各種保護設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享以及通信交互。在過程層中可以實現(xiàn)變壓器等附屬線路的繼電保護進行分層配置，實現(xiàn)與MU智能交互，無需使用交換機，就能夠?qū)崿F(xiàn)對信息資源的獲取。對于系統(tǒng)母線的繼電保護配置可以在間隔層實現(xiàn)，需要借助交換機輔助完成對相關(guān)設(shè)備信息的獲取。在站控層可以實現(xiàn)后臺的運行維護。2）在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中，主設(shè)備可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效保護，并且保護設(shè)備可以實現(xiàn)脫機運行。在對線路中的關(guān)鍵部位進行繼電保護中，可以不通過交換機實現(xiàn)對間隔信息的獲取，通過與MU智能設(shè)備之間進行通信，實現(xiàn)脫機作業(yè)。利用這種方式進行信息交換可以避免因發(fā)生網(wǎng)絡(luò)不暢或者網(wǎng)絡(luò)中斷而發(fā)生無法通信的問題，不會對信息的交換產(chǎn)生影響。3）在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中，可以根據(jù)現(xiàn)場需要對各部分的保護閾值進行重新設(shè)定，以此來避免變電站中由于直流系統(tǒng)接地而導(dǎo)致系統(tǒng)繼電保護誤動作現(xiàn)象。

三、繼電保護系統(tǒng)的主要問題

1.越級及延時跳閘

越級及延時跳閘是繼電保護系統(tǒng)最常見的問題，智能化保護系統(tǒng)中常存在開關(guān)保護出錯的現(xiàn)象，特別是一些大規(guī)?；蛟酱笠?guī)模電網(wǎng)中的越級與延時跳閘現(xiàn)象越常見。當(dāng)電網(wǎng)某段線路短路時，繼電保護系統(tǒng)會出現(xiàn)擾動情況，這可能會增加短路的風(fēng)險，進而造成繼電保護裝置延時跳閘。

2.母線全停及誤動

智能電網(wǎng)處于并聯(lián)運行狀態(tài)，如果電網(wǎng)母線出來故障，會導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)停止運行的大規(guī)模中斷供電事件。智能變電站繼電保護系統(tǒng)的主要任務(wù)之一是防止母線全停。有時繼電保護系統(tǒng)還會改變傳統(tǒng)以往的運行方式，導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)“四性”發(fā)生相應(yīng)改變，也會導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)誤動情況。

3.失誤現(xiàn)象較多

計算失誤是制約繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮作用的主要問題，目前繼電保護裝置計算失誤主要集中在定值整定計算失誤方面，這種失誤導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)面臨巨大風(fēng)險，進而影響繼電保護系統(tǒng)的整體運行。人為操作失誤主要指的是繼電保護人員未能按照程序和系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)正常進行操作，或者存在一些操作誤差過大的現(xiàn)象，造成繼電保護系統(tǒng)故障發(fā)生，影響繼電保護裝置的有效性。

四、智能變電站繼電保護系統(tǒng)管理措施

1.加強裝置質(zhì)量檢驗

智能變電站繼電保護系統(tǒng)的復(fù)雜性較高，越大規(guī)模的供電系統(tǒng)的繼電保護裝置維修檢驗越復(fù)雜，在智能化的設(shè)備環(huán)境下繼電保護裝置仍然存在較大的故障率。因此，應(yīng)當(dāng)在最初選購、安裝、檢測繼電保護設(shè)備時采用科學(xué)的方法。有效防止各種風(fēng)險因素的發(fā)生。首先，在檢查繼電保護裝置時應(yīng)當(dāng)加大設(shè)備靈敏性、安全性、覆蓋選擇性的檢查，把保證繼電保護設(shè)備的可靠性作為第一要素。其次，在繼電保護設(shè)備安裝完成時和初期調(diào)試時進行設(shè)備性質(zhì)和質(zhì)量檢查。最后，降低智能變電站繼電保護系統(tǒng)運行故障率，防止繼電保護裝置停擺。如果需要對繼電保護裝置定值更新，以及出現(xiàn)二次回路的現(xiàn)象，應(yīng)再次進行質(zhì)量檢驗有效避免故障發(fā)生。

2.主變壓器智能保護配置

根據(jù)繼電保護相關(guān)要求，在智能變電站中針對變壓器的保護需要使用兩套保護配置，也就是采用一主一備的形式進行配置，并且后備保護需要采取與主保護相同的配置方式進行配置。當(dāng)采用這種保護方式進行配置的時候，兩側(cè)的合并單元以及智能終端都需要兩套配置，并且需要將中性點電流以及間隙電流匯入到相應(yīng)的合并單元。對變壓器采用直接采樣的形式，并將斷路器連接，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)各段斷路器以及閉鎖備自投設(shè)備進行通信，通過網(wǎng)絡(luò)接收到保護失靈信號，同時實現(xiàn)失靈保護側(cè)的斷路器跳閘。

3.加強繼電保護設(shè)備管理力度

由于設(shè)備對于繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮功能具有決定性作用，所以電力企業(yè)則應(yīng)當(dāng)從影響設(shè)備的主要因素入手加強管理意識。在繼電保護設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)把控設(shè)備采購質(zhì)量，確保設(shè)備能夠達到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并符合本變電站工作需求，在設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)通過多次調(diào)試，驗證設(shè)備的穩(wěn)定性和工作水平，由于設(shè)備長期處于外界環(huán)境工作，所以還應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素，建設(shè)防護措施，降低風(fēng)險，管理人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的布置和應(yīng)用，提高對設(shè)備故障的發(fā)現(xiàn)能力和解決速度，并且在設(shè)備的使用周期當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)有針對性的制定維修和養(yǎng)護計劃，對設(shè)備所存在的隱患排查和處理，提高設(shè)備的工作效率和使用壽命。

結(jié)論

繼電保護系統(tǒng)的運行狀態(tài)會直接關(guān)系到變電站設(shè)備的運行安全。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，在設(shè)計繼電保護系統(tǒng)的過程中，設(shè)計質(zhì)量正在不斷提高，系統(tǒng)的運行過程也更加可靠。因此，要通過改善設(shè)備工作環(huán)境、提高工作人員操作能力以及對系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計等方式，即可提高繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，為電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運營提供保障。

參考文獻

[1] 吳雷雷.智能變電站繼電保護若干問題研究[J].能源與節(jié)能，2019，161（2）：34-35，106.