高壓變電站繼電保護(hù)部分存在的問題與改進(jìn)方法研究

摘 要：高壓變電站繼電保護(hù)部分是高壓變電站內(nèi)部保護(hù)系統(tǒng)的重要組成，是保護(hù)高壓變電站正常運(yùn)行的重要裝置，解決高壓變電站繼電保護(hù)部分存在的問題對(duì)于維護(hù)高壓變電站的正常運(yùn)行意義非凡。文章對(duì)高壓變電站繼電保護(hù)部分存在的問題與改進(jìn)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與研究，為高壓變電站維護(hù)人員提供了參考。

關(guān)鍵詞：高壓變電站；繼電保護(hù)；問題；改進(jìn)方法

在運(yùn)行過程中，由于高壓變電站運(yùn)行系統(tǒng)以及運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，常常引發(fā)繼電保護(hù)部分誤動(dòng)或者在高壓變電站發(fā)生故障時(shí)不發(fā)生反應(yīng)或者延遲反應(yīng)，從而造成高壓變電站故障或者發(fā)生嚴(yán)重的電力事故。在這種情況下，認(rèn)真分析高壓變電站繼電保護(hù)部分存在的問題，并針對(duì)存在的問題制定行之有效的改進(jìn)方法，對(duì)于避免重大電力事故的發(fā)生，維護(hù)高壓變電站的穩(wěn)定安全運(yùn)行無疑就具有了十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 直流電源存在的問題與改進(jìn)方法

1.1 直流電源存在的問題

直流電源是高壓變電站繼電保護(hù)部分的電能供應(yīng)部分，直流電源是否能夠正常供電是繼電保護(hù)部分能否正常工作的關(guān)鍵。通常情況下，直流電源必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試合格后才能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，如果測(cè)試不合格則不能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。但是，在運(yùn)行過程中，如果直流電源的波紋系數(shù)相對(duì)較大，或者發(fā)生突然沖擊直流電源，極有可能導(dǎo)致直流電源異常，或者使繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作。

1.2 直流電源存在問題的改進(jìn)方法

1.2.1 嚴(yán)格進(jìn)行直流電源的針對(duì)性試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，首先要進(jìn)行嚴(yán)格的漸變?cè)囼?yàn)以及瞬變?cè)囼?yàn)，對(duì)直流電源進(jìn)行突然投入或者斷開，在突然投入或者斷開的狀態(tài)下，認(rèn)真檢查繼電保護(hù)部分是否發(fā)生異常動(dòng)作。漸變?cè)囼?yàn)以及瞬變?cè)囼?yàn)完成后，還要對(duì)直流電源進(jìn)行漸降試驗(yàn)以及漸升試驗(yàn)，重點(diǎn)檢查在直流系統(tǒng)遠(yuǎn)端發(fā)生短路故障情況下繼電保護(hù)部分的運(yùn)行狀況。

1.2.2 加強(qiáng)對(duì)直流電源的針對(duì)性監(jiān)視。當(dāng)前應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置，如三側(cè)后備保護(hù)、主變主保護(hù)等都對(duì)直流消失進(jìn)行提示，三側(cè)操作箱也會(huì)對(duì)控制回路斷路進(jìn)行提示，在普通的變電站中都能完成對(duì)直流電源的監(jiān)視工作。但是，在綜合性越來越強(qiáng)的現(xiàn)代化變電站中，直流電源自動(dòng)開關(guān)跳開以及通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，都會(huì)提示通信中斷，這樣就為工作人員排除故障增加了麻煩。為此，可以將屏后直流自動(dòng)開關(guān)進(jìn)行更換，如果高壓側(cè)的后備保護(hù)開關(guān)斷路，此時(shí)可以使用輔助觸點(diǎn)對(duì)中壓側(cè)、低壓側(cè)進(jìn)行后備保護(hù)，或者對(duì)單個(gè)單元進(jìn)行斷控，并且在后臺(tái)上進(jìn)行重新定義。這樣就避免了操作人員難以掌握故障發(fā)生情況的狀況，便于針對(duì)故障進(jìn)行排除，達(dá)到快速處理的目的。

1.2.3 加強(qiáng)對(duì)主變保護(hù)本體保護(hù)箱的監(jiān)視。在工作過程中，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)部分主變保護(hù)本體保護(hù)箱不存在監(jiān)控直流消失的功能，在這種狀態(tài)下，假如本體保護(hù)部分直流斷路，那么本體保護(hù)必將拒動(dòng)，這樣就會(huì)造成非常嚴(yán)重的故障。在這種情況下，一方面可以采取直流自動(dòng)開關(guān)（帶輔助觸點(diǎn)）發(fā)遙信，一方面可以采取裝置中的備用繼電器，并將其線圈兩端分別接在正負(fù)電源之上，當(dāng)電源正常工作狀態(tài)下，能夠正常勵(lì)磁，當(dāng)電源消失時(shí)，觸電就會(huì)閉合發(fā)出遙信。如果只存在動(dòng)斷觸點(diǎn)，此時(shí)只需在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)進(jìn)行觸點(diǎn)反定義就可以解決問題。

2 控制回路監(jiān)視存在的問題與改進(jìn)方法

2.1 控制回路監(jiān)視存在的問題

通常情況下，控制回路常常被設(shè)計(jì)成圖1這種線路形式，主要是為了避免降低開關(guān)壓力，或者由于SF6密度降低而發(fā)生閉鎖，此時(shí)串聯(lián)在合閘、跳閘回路中間的閉鎖開關(guān)就會(huì)斷開，紅色信號(hào)燈與綠色信號(hào)燈均熄滅，開關(guān)的位置便難以準(zhǔn)確得到反映。這種線路構(gòu)造主要是沒有考慮到線路中紅綠信號(hào)燈對(duì)回路所起到的監(jiān)視作用。通常情況下，串聯(lián)TWJ、HWJ動(dòng)斷觸點(diǎn)能夠控制回路斷線，通過TWJ、HWJ能夠?qū)祥l、跳閘回路進(jìn)行監(jiān)控，以確保其可靠。如果按照?qǐng)D1所示的控制回路安裝設(shè)備，那么無論是合閘回路還是跳閘回路，均會(huì)失去監(jiān)視，從而對(duì)高壓變電站的設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行造成直接威脅。

2.2 控制回路監(jiān)視存在問題的改進(jìn)方法

將紅綠監(jiān)視信號(hào)燈和一對(duì)DL輔助觸點(diǎn)直接相接，確保能夠及時(shí)對(duì)開關(guān)位置進(jìn)行監(jiān)控，TWJ、HWJ則按照常規(guī)線路進(jìn)行連接，TWJ、HWJ動(dòng)斷觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)控制回路斷線，這樣一方面實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控控制回路，又顯示了開關(guān)的準(zhǔn)確位置。

3 母線電壓存在的問題與改進(jìn)方法

3.1 母線電壓存在的問題

在高壓變電站正常運(yùn)行的狀況下，母線電壓對(duì)于繼電保護(hù)部分具有十分重要的作用，當(dāng)母線電壓消失時(shí)，系統(tǒng)都能夠給出PT斷線的信息。通常零序電流保護(hù)通常為無方向的，PT斷線信息能不能正常發(fā)出，關(guān)鍵在于在進(jìn)行檢驗(yàn)過程中，既要對(duì)端子排位置的電壓斷線進(jìn)行模擬，還要對(duì)PT端子箱位置的PT斷線進(jìn)行模擬，尤其是單相斷線。主要原因是如果PT箱子端位置一相電壓斷路，其他回路的耦合也會(huì)造成斷線相電壓不等于“0”的現(xiàn)象。

為了保證高壓變電站運(yùn)行的可靠性，相當(dāng)多的變電站都選擇使用備用電源自投設(shè)備，備用電源自投設(shè)備的啟動(dòng)條件為檢驗(yàn)無壓狀態(tài)，PT斷線閉鎖的條件為線路中的電流狀態(tài)。但是在部分變電站中，負(fù)荷是揚(yáng)水灌溉負(fù)荷，既揚(yáng)水期為滿負(fù)荷狀態(tài)，非揚(yáng)水期其負(fù)荷就會(huì)大幅度降低，甚至降低到使用的符合或者電網(wǎng)損耗的負(fù)荷，此時(shí)電流閉鎖就無法進(jìn)行鎖定，PT短線閉鎖就難以發(fā)揮正常的作用。此時(shí)如果PT斷線，備用電源自投設(shè)備就會(huì)做出無電壓和無電流的判斷，從而發(fā)生誤動(dòng)作。

3.2 母線電壓存在問題的改進(jìn)方法

3.2.1 對(duì)繼電保護(hù)部分進(jìn)行加電壓檢測(cè)，若PT發(fā)生斷線，發(fā)遙信或者發(fā)光字，這樣就可以對(duì)該故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，便于快速進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)電壓與電流，從而有效減少幾點(diǎn)保護(hù)部分的誤動(dòng)概率。

3.2.2 時(shí)間繼電器使用電壓繼電器啟動(dòng)，繞過備用電源自投設(shè)備復(fù)歸時(shí)間后的閉鎖備自投，也就是時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)發(fā)給備用電源自投設(shè)備閉鎖信息，并給檢修人員發(fā)送遙信通知，這樣也能有效防止備用電源自投設(shè)備的誤動(dòng)發(fā)生。

3.2.3 由于高壓變電站內(nèi)PT二次電壓自動(dòng)開關(guān)相位是分開的，通常情況下三相電壓不會(huì)同時(shí)斷開，此時(shí)對(duì)PT斷線的依據(jù)主要為：母線電壓值大于整定電壓值，母線電壓小于整定電壓值或者母線電壓值小于整定電壓值，母線電壓大于整定電壓值。滿足上述判斷依據(jù)后發(fā)出PT斷線的信息，并且閉鎖備用電源自投設(shè)備。

總之，作為重要的能源供應(yīng)系統(tǒng)，高壓變電站在國(guó)民生產(chǎn)中所占的位置越來越重要，這就需要繼電保護(hù)部分能夠正常發(fā)揮其保護(hù)作用，避免因電力系統(tǒng)故障造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，為此，作為高壓變電站檢查維護(hù)人員，一定要認(rèn)真進(jìn)行排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)部分存在的隱患并排除，從而維護(hù)高壓變電站的正常運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。

參考文獻(xiàn)

[1]胡義生.變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)分析和改進(jìn)措施[D].杭州：浙江大學(xué)，2011.

作者簡(jiǎn)介：張晶晶，女，漢，河北獻(xiàn)縣，本科，助理工程師，國(guó)網(wǎng)河北獻(xiàn)縣供電公司，研究方向：二次系統(tǒng)及繼電保護(hù)。