變電站繼電保護(hù)缺陷分析及消缺措施研究

王兵兵

摘要：隨著變電站建設(shè)的不斷深入，繼電保護(hù)系統(tǒng)開始大范圍投入智能變電系統(tǒng)中，成為變電輸送和電力管理中的重中之重。該系統(tǒng)能夠利用自動(dòng)投切裝置實(shí)現(xiàn)變電調(diào)配，依照信息交互中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整變電站運(yùn)行狀態(tài)，全面提升了變電站的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。但受環(huán)境因素、技術(shù)因素等影響，繼電保護(hù)系統(tǒng)可能會出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至退出運(yùn)行，致使變電站發(fā)生重大事故。消除變電站繼電保護(hù)缺陷，降低智能控制風(fēng)險(xiǎn)已刻不容緩。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護(hù);缺陷分析;消缺措施

引言

為了有效確保配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，及時(shí)解決配網(wǎng)運(yùn)行故障，降低配網(wǎng)運(yùn)行故障的危害程度，當(dāng)下配網(wǎng)運(yùn)行中都專門性設(shè)置了配網(wǎng)繼電保護(hù)裝置。因此，如何才能有效控制及處理變電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障值得深入探討。

1變電站繼電保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成

以傳統(tǒng)變電站為例，繼電保護(hù)設(shè)備硬件設(shè)計(jì)采取插件結(jié)構(gòu)，基于硬件平臺針對不同的保護(hù)對象加載相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。1）中央處理器：聯(lián)系與控制各個(gè)模塊，確保設(shè)備正常運(yùn)行并完成預(yù)定的各項(xiàng)功能。2）模擬量采集模塊：采集電壓電流等模擬量，通過輸入變換、濾波、保持、多路及數(shù)模轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。3）數(shù)字量輸入模塊：收集觸點(diǎn)信息，做好設(shè)備間的光電隔離和緩沖。4）數(shù)字量輸出模塊：實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出跳合閘或告警信號。5）電源模塊：提供設(shè)備工作電源。6）數(shù)據(jù)通信模塊：實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)層間的數(shù)據(jù)傳輸。7）人機(jī)交互模塊：顯示設(shè)備信息，便于工作人進(jìn)行操作。

2變電站繼電保護(hù)缺陷分析

2.1干擾故障

干擾故障是繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中比較多見的一類故障，主要是由于靜電干擾或電磁輻射干擾所造成的一類運(yùn)行故障。在日常使用一些類型的通信裝置與設(shè)備期間會不可避免地產(chǎn)生一些電磁輻射，由于繼電保護(hù)裝置本身具有比較高的靈敏性，所以這些電磁輻射會影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，如使其出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作，進(jìn)而會對電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量帶來不利影響。

2.2外界因素

光纖通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能變電站，但是受光纖通信技術(shù)應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大的影響，可能造成變電站繼電保護(hù)裝置遭受不同程度的破壞，難以保證其運(yùn)行有序性。結(jié)合智能變電站生產(chǎn)設(shè)備可發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)設(shè)備所處自然環(huán)境存在缺陷是造成智能變電站機(jī)電保護(hù)安全性不足問題的主要原因，尤其是現(xiàn)有的電力生產(chǎn)設(shè)備均需要使用光纖完成連接，一旦光纖受損則直接影響電力生產(chǎn)效率。

3變電站繼電保護(hù)的消缺措施

3.1檢查方法

智能變壓器繼電保護(hù)故障采用傳統(tǒng)檢查方法效果欠佳，往往無法確定繼電保護(hù)故障原因。公司在處理過程中利用層次分析（Analytic Hierarchy Process）逐步排查，在變電站繼電保護(hù)缺陷致因分析基礎(chǔ)上形成有效模型關(guān)聯(lián)，按照項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及專家建議設(shè)定缺陷權(quán)重，從最終風(fēng)險(xiǎn)比重出發(fā)逐步拆檢、測試，確定造成繼電保護(hù)故障的關(guān)鍵致因。

3.2做好二次回路巡檢工作

，為了進(jìn)一步有效地防范及處理變電站內(nèi)部繼電保護(hù)故障，還要注意定期對繼電保護(hù)裝置以及相關(guān)電力系統(tǒng)的二次回路開展檢修及維護(hù)管理工作，具體包括對二次回路的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查及維護(hù)管理，保證可以及時(shí)將相關(guān)繼電保護(hù)裝置的故障隱患排查出來并加以有效處理，確保繼電保護(hù)裝置可以始終保持正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.3過流電限定保護(hù)

智能變電站運(yùn)行中會受到外界因素的干擾而出現(xiàn)電流過載的問題，容易引發(fā)線路或變電站相關(guān)一次設(shè)備出現(xiàn)過電流，也即電流過負(fù)荷，從而導(dǎo)致故障發(fā)生時(shí)繼電保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等一系列問題。因此，可以在根據(jù)智能變電站中設(shè)計(jì)電壓限定延時(shí)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)間隔終端電流的準(zhǔn)確測量，一旦發(fā)現(xiàn)負(fù)荷問題，及時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的過流電限定保護(hù)。

3.4保護(hù)裝置異常消缺

在保護(hù)裝置異常處理過程中應(yīng)及時(shí)更換老化及損壞元件，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行處理時(shí)需先退出保護(hù)系統(tǒng)，避免出現(xiàn)由運(yùn)行更換造成的系統(tǒng)燒毀或變電故障。而保護(hù)功能異常處理過程中則應(yīng)根據(jù)實(shí)際原因在不影響繼電保護(hù)可靠性的基礎(chǔ)上增加保護(hù)裝置或保護(hù)元件。

3.5優(yōu)化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在智能變電站中，通過對過程層交換機(jī)進(jìn)行靜態(tài)組播、VLAN等技術(shù)進(jìn)行流量控制，可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，減少交換機(jī)負(fù)載及網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，確保信息交換的時(shí)效性和有效性。以母差保護(hù)為例，母差保護(hù)和各間隔智能終端設(shè)備的信息交換量較大，對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的母線制定保護(hù)方案時(shí)，必須有效使用母差保護(hù)裝置收集智能終端的數(shù)據(jù)信息，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)目標(biāo)構(gòu)建良好基礎(chǔ)。但是實(shí)際工作中，技術(shù)并不能完美解決保護(hù)需求，使用該技術(shù)會導(dǎo)致母差保護(hù)裝置的實(shí)際容量降低，影響智能網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此，應(yīng)合理使用VLAN或靜態(tài)組播技術(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生的可能，確保保護(hù)信息交換的時(shí)效性和有效性，提升保護(hù)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3.6靈活選擇故障診治方法

（1）短接法。該種故障診治方法是對繼電保護(hù)故障范圍進(jìn)行縮小的一種常用方法，具體就是將回路當(dāng)中的一部分或一段采用短接線的方式接入，以此來判斷相應(yīng)的故障處于短接線范圍之外或是之內(nèi)。該種故障診治方法主要適用于對電流回路開路情況，或者電磁鎖失靈情況等進(jìn)行判斷。（2）元件替換法。該法主要是采用正常的繼電保護(hù)系統(tǒng)元件來將出現(xiàn)故障問題的元件替換下來，以此來縮小故障診斷的范圍，提高故障診斷效率，是現(xiàn)階段繼電保護(hù)故障診斷及處理中比較多用的一種診斷方法。（3）儀器法。主要是借助繼電保護(hù)裝置測試儀這種專用的設(shè)備對變電站的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，以此可以高效地或缺相關(guān)的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行工況。

結(jié)束語

變電站繼電保護(hù)消缺過程中應(yīng)根據(jù)不同原因?qū)ΠY下藥，形成合理的處理方案，這樣才能夠從根本上提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)效益的最大化。

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