基于數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)配置改進(jìn)措施分析

摘要：變電站是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，起到的作用是變換電壓等級(jí)、匯集配送電能。由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境較為特殊，期間存在的安全因素也很多，因此，為了確保變電站能夠在安全穩(wěn)定的條件下運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行必要的繼電保護(hù)是不容忽視的。本文通過對(duì)數(shù)字化變電站的主要設(shè)備進(jìn)行介紹，并在此基礎(chǔ)上分析如何對(duì)數(shù)字化變電站保護(hù)進(jìn)行，從而為今后數(shù)字化變電站的安全使用提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站 繼電保護(hù) 改進(jìn)措施

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行也給予了高度的重視，由于數(shù)字化變電站的運(yùn)行環(huán)境會(huì)受到諸多因素的影響，如線路燒毀、運(yùn)行故障以及雷擊等，這些因素都會(huì)給數(shù)字化變電站的安全運(yùn)行造成不同程度的威脅。因此，加強(qiáng)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)已經(jīng)成為了目前電力系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作，只有將此項(xiàng)工作充分展開，才能夠從根本上促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 數(shù)字化變電站的主要設(shè)備

1.1 光學(xué)互感器 就目前數(shù)字化變電站中所采用的光學(xué)互感器來(lái)看，主要包括光學(xué)電流互感器和光學(xué)電壓互感器兩種。其中，光學(xué)電流互感器主要應(yīng)用于對(duì)導(dǎo)線電流的測(cè)量，而光學(xué)電壓互感器則主要應(yīng)用于對(duì)導(dǎo)線電壓的測(cè)量。無(wú)論是哪一種類型的光學(xué)互感器，都具有諸多優(yōu)勢(shì)，比如說不飽和、體積小、重量輕以及不受電磁干擾等。

1.2 智能斷路器 智能斷路器也是數(shù)字化變電站中的一個(gè)主要設(shè)備，與傳統(tǒng)的斷路器相比，智能斷路器采用數(shù)字化的接口來(lái)取代硬接線，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)斷路器運(yùn)行的控制，而且還能夠同時(shí)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視，以此來(lái)確保在設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠在第一時(shí)間提出相應(yīng)的檢修建議，保證設(shè)備能夠始終保持在正常運(yùn)行的狀態(tài)。

2 不同電壓數(shù)字化變電站繼電保護(hù)改進(jìn)方法

2.1 35kV部分線路的繼電保護(hù)配置 對(duì)于35kV部分線路的繼電保護(hù)，主要應(yīng)該從Ⅰ段電流速斷保護(hù)、Ⅱ段定時(shí)限過流保護(hù)以及快速重合閘等幾個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)。首先，在設(shè)置的時(shí)候，應(yīng)該將Ⅰ段電流的速斷保護(hù)作為主保護(hù)，保護(hù)線路的長(zhǎng)度應(yīng)該控制在線路全長(zhǎng)的15%到20%左右，35kV線路保護(hù)Ⅰ段電流速斷保護(hù)主要反應(yīng)于相間故障時(shí)由于電流增加而引起的瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)。

Ⅱ段定時(shí)限過流保護(hù)是Ⅰ段電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，在35kV部分線路的繼電保護(hù)配置中占據(jù)重要的位置，不僅能夠起到對(duì)全長(zhǎng)線路進(jìn)行保護(hù)的作用，而且還能夠?qū)ο噜従€路的全長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。

除此之外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)在線路出現(xiàn)瞬時(shí)故障的時(shí)候，不對(duì)電力系統(tǒng)采取停電措施，就應(yīng)該在線路上裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。由于35kV本身屬于電流較小的接地系統(tǒng)，當(dāng)線路出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候，其本身還可以繼續(xù)運(yùn)行2個(gè)小時(shí)。因此，當(dāng)故障發(fā)生的時(shí)候，只作用與信號(hào)，而不需要跳開斷路器，接于PT的開口三角處。

2.2 10kV部分線路繼電保護(hù)配置 對(duì)10kV部分線路進(jìn)行繼電保護(hù)配置的時(shí)候與35kV繼電保護(hù)配置相同，同樣應(yīng)該從電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過流保護(hù)以及快速重合閘幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行保護(hù)。10kV線路的主保護(hù)與35kV線路的主保護(hù)不同，其主要采用的Ⅱ段定時(shí)電流速斷保護(hù)，主要是對(duì)全線路的70%-80%的線路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)線路出現(xiàn)故障的時(shí)候，10kV線路所采取的措施與35kV線路的措施基本相同，二者之間存在的唯一區(qū)別是在不跳開斷路器的前提下，接于因10kV為小電PT的開口三角處。

除此之外，在10kV小接地電流系統(tǒng)的線路上，應(yīng)該裝設(shè)反映相間故障和單相接地故障的相關(guān)保護(hù)裝置。保護(hù)動(dòng)作于出線斷路器，保護(hù)采用兩相式接線。加裝三相一次重合閘。反映單相接地故障，加裝反映零序電壓的接地信號(hào)裝置，單相接地時(shí)發(fā)出信號(hào)。從而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV線路的保護(hù)效果。

3 數(shù)字化變電站防雷保護(hù)改進(jìn)方法

雷擊是影響降壓變電站安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素，如果變電站在運(yùn)行的過程中，遭受到了雷擊，那么輕則會(huì)引起大面積停電，重則會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)造成較大的危害。因此，設(shè)置相應(yīng)的防雷擊措施是非常有必要的。通過對(duì)變電站雷擊事故的分析，變電站遭受雷擊主要來(lái)自變電站電力設(shè)備直接遭受雷擊和架空線路的感應(yīng)雷過電壓和直擊累過電壓形成的雷電波沿線路間接對(duì)變電站造成侵入。

3.1 變電站的直擊雷防護(hù) 避雷針是保護(hù)電氣設(shè)備不受雷擊的一個(gè)基本的措施，為了能夠?qū)⒆冸娬镜闹睋衾追雷o(hù)做到全面系統(tǒng)，裝設(shè)避雷針是必不可少的，它在運(yùn)行的過程中，起到的主要作用是將雷擊吸引到自己的身上，然后將其安全的導(dǎo)入地中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)附近絕緣效果較差的設(shè)備進(jìn)行雷擊保護(hù)。對(duì)于110kV變電站的直擊雷防護(hù)措施進(jìn)行制定的時(shí)候，由于此類電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平比較高，可以將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位不會(huì)造成電氣設(shè)備的反擊事故。

3.2 變電站對(duì)雷擊侵入波的防護(hù) 變電站對(duì)雷擊侵入波的防護(hù)措施主要是避雷器或者保護(hù)間隙。閥型避雷器是變電站對(duì)雷擊侵入波防護(hù)措施中所采用的最基本的措施，其基本元件主要是火花間隙和非線性電阻。目前，在我降壓變電站對(duì)雷擊侵入波的防護(hù)現(xiàn)狀來(lái)看，F(xiàn)S系列閥型避雷器為火花間隙和非線性電阻，其主要是對(duì)小容量的配電裝置SFZ系列閥型避雷器進(jìn)行保護(hù)，主要是在其進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器用來(lái)保護(hù)中等及大容量變電站的電氣設(shè)備；FCZ1系列磁吹閥型避雷器，主要用來(lái)保護(hù)變電站的高壓電氣設(shè)備。

3.3 變電站的進(jìn)線防護(hù) 對(duì)變電站進(jìn)線實(shí)施防雷保護(hù)，其目的就是限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。在變電站運(yùn)行的過程中，當(dāng)線路上出現(xiàn)過電壓的時(shí)候，線路上就會(huì)出現(xiàn)行波，這種行波會(huì)沿著導(dǎo)線向變電站行進(jìn)，其幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓。線路的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓要高很多。因此，在靠近變電站的進(jìn)線上遭受雷擊的時(shí)候，流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過5KA，而且其陡度也會(huì)超過相應(yīng)的允許值，避雷線是防雷的主要措施。如果沒架設(shè)避雷線，當(dāng)靠近變電站時(shí)勢(shì)必會(huì)對(duì)線路造成破壞，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的進(jìn)線防護(hù)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

由此可見，繼電保護(hù)對(duì)數(shù)字化變電站安全運(yùn)行具有不可或缺的作用。因此，電力部門的相關(guān)工作人員一定要將此項(xiàng)工作充分重視起來(lái)，結(jié)合工程中各類保護(hù)的工作原理、性能以及電網(wǎng)的電壓等級(jí)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，按照繼電保護(hù)配置的設(shè)置原則，來(lái)對(duì)數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)方式進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，使其能夠有機(jī)配合起來(lái)，從而完善電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)，確保數(shù)字化變電站的安全運(yùn)行，以此來(lái)促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃先海.淺析數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)的改進(jìn)方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011（25）.

[2]周滿，曹磊，張延鵬.基于數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)改進(jìn)方案[J].東北電力技術(shù)，2010（04）.

[3]戴天龍.110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)分析[J].科技傳播，2012（04）.

[4]趙鵬鵬.110kV降壓變電站繼電保護(hù)及防雷保護(hù)的研究[J].商品與質(zhì)量·科學(xué)理論，2011（06）.

[5]郭錫雄.110kV變電站繼電保護(hù)探討[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2012（29）.