智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性分析

蔡驥然

(國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000)

0 引言

自我國引進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)思路以來，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅速，在國家電網(wǎng)建設(shè)和功能優(yōu)化中發(fā)揮著舉足輕重的作用，計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和光纖通道技術(shù)的新應(yīng)用為繼電保護(hù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了重要保障，為繼電工作提供了更多的機(jī)會(huì)，同時(shí)，智能電網(wǎng)的日益復(fù)雜對繼電保護(hù)的穩(wěn)定性也提出了更高的挑戰(zhàn)。

1 智能變電站概述

智能變電站是一種新型變電站，主要采用現(xiàn)代生態(tài)綜合智能設(shè)備，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、測量、保護(hù)、計(jì)算、檢測和控制等功能還具備智能調(diào)節(jié)、在線分析等智能化功能，使用智能變電站不需要在構(gòu)建和運(yùn)行過程中使用傳統(tǒng)電纜，只需要使用光纖電纜進(jìn)行連接。與此同時(shí)，在變電站內(nèi)安裝大量節(jié)能綜合電子設(shè)備，用更名的變壓器取代電力變壓器。首先，可有效降低能耗，進(jìn)一步降低變電站運(yùn)行成本，發(fā)揮作用。其次，智能變電站應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)變電站信息的自動(dòng)采集和分析、信息和數(shù)據(jù)的交流和下載，從而實(shí)現(xiàn)其他系統(tǒng)信息的共享，加強(qiáng)變壓器之間的連接，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后，可靠性高。智能變電站的應(yīng)用不僅能確保電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，還能減少各種事故的發(fā)生，并確保電力使用的穩(wěn)定性。

2 繼電保護(hù)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

智能電網(wǎng)的快速發(fā)展為繼電保護(hù)研究提供了前提條件，促進(jìn)了電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，縮短了數(shù)據(jù)更新間隔，帶動(dòng)了實(shí)時(shí)可靠的信息和通信技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了局部放電監(jiān)測、雷電監(jiān)測、覆冰監(jiān)測等系統(tǒng)和領(lǐng)域的發(fā)展。新的繼電保護(hù)技術(shù)也正在成為核心應(yīng)用技術(shù)，智能網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)，整合先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用傳感器監(jiān)控設(shè)備，自動(dòng)收集和集成數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)分析中的錯(cuò)誤信息，實(shí)現(xiàn)多種接口，繼電保護(hù)新技術(shù)的出現(xiàn)將帶動(dòng)整個(gè)智能電網(wǎng)的實(shí)施。與此同時(shí)，繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中面臨諸多挑戰(zhàn)，如大范圍電網(wǎng)、長距離、交直流混合、高壓電網(wǎng)、超高電網(wǎng)等，以及電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)，導(dǎo)致電網(wǎng)電流分布特性發(fā)生不可預(yù)測的變化。

3 智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性策略

3.1 系統(tǒng)繼電保護(hù)操作

從智能變電站繼電保護(hù)的穩(wěn)定性來看，主系統(tǒng)是本地主后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)操作故障或機(jī)器故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)將提示相關(guān)技術(shù)人員。工作人員接到警報(bào)后立即采取保護(hù)措施，確保工作運(yùn)行。

在沒有特大安全隱患情況下，技術(shù)人員確認(rèn)線路狀態(tài)穩(wěn)定后，可以繼續(xù)工作。通常，變電站安裝的監(jiān)控設(shè)備是繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分。監(jiān)控設(shè)備的主要功能是將相關(guān)信息從智能變電站傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置根據(jù)最終分析結(jié)果分析信息，發(fā)布繼電保護(hù)指令，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 狀態(tài)監(jiān)測保護(hù)技術(shù)

狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)可以緩存信息，分析和整理數(shù)據(jù)信息，找到現(xiàn)有的問題和規(guī)律，評估變電站的運(yùn)行狀態(tài)。這種保護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，存在一些需要注意的問題。①為了充分利用狀態(tài)監(jiān)測和保護(hù)技術(shù)的價(jià)值，必須使用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析數(shù)據(jù)信息，以便在傳輸過程中確保信息的安全性和可靠性，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)。②正常情況下，智能變電站使用的狀態(tài)監(jiān)測和保護(hù)技術(shù)使用多種設(shè)備(如測控設(shè)備的信息傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)備的信息傳輸方法)傳輸信息。為了提高實(shí)際信息傳輸?shù)男Ч?，可以將兩種設(shè)備結(jié)合起來綜合應(yīng)用。③運(yùn)行狀況檢查必須基于數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息只能在設(shè)備運(yùn)行時(shí)生成。因此，在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，必須正確設(shè)置信息突變頻率的信息傳輸時(shí)間，并在合理的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行控制。如果信息突變頻率低，則不需要設(shè)置傳輸時(shí)間；信息突變頻率高，數(shù)據(jù)變化重要時(shí)，必須通過實(shí)時(shí)傳輸信息，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測保護(hù)。

3.3 數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新

在智能電網(wǎng)的背景下，未來新的繼電保護(hù)技術(shù)將朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。因此數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新是非常有必要的，數(shù)字技術(shù)對智能電網(wǎng)的發(fā)展有積極的影響。舊的交流和相互感覺技術(shù)逐漸淘汰，新的電子互感器將得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新可以提高整體工作效果，促進(jìn)電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。信息收集方式將發(fā)生巨大變化，智能網(wǎng)格將慢慢實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)保護(hù)和信息共享功能。而且，信息傳遞的方式也發(fā)生了很大的變化。信息技術(shù)促進(jìn)了各種信息的更快、更有效的控制和傳輸，信息的準(zhǔn)確性也得到了有效提高。

3.4 參考測量技術(shù)

參考測量技術(shù)的主要功能是將系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)整合為數(shù)據(jù)信息，可以及時(shí)向智能電網(wǎng)的各個(gè)方向傳輸，這是智能電網(wǎng)的主要功能。參考測量技術(shù)向繼電保護(hù)系統(tǒng)和電力技術(shù)人員提供各種數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系、變壓器和線路負(fù)荷、故障位置、斷電確認(rèn)、設(shè)備狀態(tài)、主要部件溫度等。這是智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的服務(wù)。智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字保護(hù)功能，將數(shù)據(jù)直接移植到計(jì)算機(jī)程序中，保護(hù)廣域管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)之間的通信，提高繼電保護(hù)的安全性和可靠性。

3.5 過流電限定保護(hù)技術(shù)

智能變電站在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生電流過載，這種情況下，電力系統(tǒng)的外部電路可能會(huì)出現(xiàn)短路。電流過載會(huì)導(dǎo)致外部電路故障和跳閘，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以，在智能變電站建設(shè)階段，有必要充分考慮這些問題的存在，科學(xué)合理地采用過流限制保護(hù)技術(shù)，確保變電站的安全運(yùn)行。電流過載時(shí)，過電流限定保護(hù)技術(shù)可以立即向智能變電站終端系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，然后根據(jù)警報(bào)信息采取自我保護(hù)措施，確保繼電保護(hù)的安全性。過流電保護(hù)技術(shù)的實(shí)施讓這種電流過載問題得以解決。

4 結(jié)語

近年來，人們對電力的需求呈上升趨勢。因此，我國電力系統(tǒng)有必要持續(xù)改革和創(chuàng)新現(xiàn)有的繼電保護(hù)技術(shù)，有效利用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立智能變電站，有效滿足人們生產(chǎn)和生活用電需求。另外，在未來電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，要正確處理繼電保護(hù)裝置在變電站工作中的位置，使繼電保護(hù)裝置成為變電站工作的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)全站智能的目標(biāo)。