220kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與繼電保護(hù)研究

黃賜豪

摘 要：近年來我國(guó)各行各業(yè)發(fā)展迅猛，電力工業(yè)隨之發(fā)展，作為我國(guó)十分關(guān)鍵的能源工業(yè)，電力工業(yè)應(yīng)用前景良好，現(xiàn)階段信息傳輸技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，變電站中自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)步飛速，其以拓展性、兼容性良好與簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn)受到國(guó)內(nèi)用戶青睞。本文首先分析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并對(duì)其簡(jiǎn)要概述，隨后研究繼電保護(hù)裝置，以期為其更好發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動(dòng)化；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在我國(guó)，電力工程中的變電系統(tǒng)與國(guó)計(jì)民生密切相連，其中重要組成部分之一即變電站。其作為中間環(huán)節(jié)，連接用電戶以及發(fā)電站二者，主要作用即將電能分配并變換。當(dāng)前階段變電站擁有廣泛適用范圍，電力系統(tǒng)妥善、穩(wěn)定地運(yùn)行可以對(duì)變電站正常工作有效保障。變電站工作中的繼電保護(hù)可以有效提高工作效率，其中故障信息處理可以準(zhǔn)確判斷故障，最大限度地縮短停電時(shí)間，應(yīng)用意義顯著。

一、系統(tǒng)概述

220kV變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展即變電站系統(tǒng)以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分形成監(jiān)控系統(tǒng)，其具有控制、測(cè)量及保護(hù)變電站等功能。自動(dòng)化作為一種新型自動(dòng)裝置，可靠性高、科技性與拓展性強(qiáng)、技術(shù)先進(jìn)，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T共享網(wǎng)絡(luò)資源、清查各項(xiàng)數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)運(yùn)行，筆者將自動(dòng)化系統(tǒng)大致分為3個(gè)方面進(jìn)行分析，第一個(gè)方面是主控樓，第二個(gè)方面是通信管理層，第三個(gè)方面是現(xiàn)場(chǎng)控制層。

（一）主控樓

在自動(dòng)化系統(tǒng)中，主控樓核心就是上層網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，其功能眾多，采集、分析、處理數(shù)據(jù)等重要功能可以有效建立數(shù)據(jù)庫，對(duì)其建立完成的數(shù)據(jù)庫實(shí)施妥善管理，及時(shí)形成數(shù)據(jù)報(bào)表，便于各類用戶操作，即便某臺(tái)設(shè)備無法運(yùn)行，也不會(huì)影響整體系統(tǒng)實(shí)際操作與運(yùn)行工作。

（二）通信管理層

當(dāng)前時(shí)代科技發(fā)展，各類用戶要求提高，系統(tǒng)發(fā)展追求可靠、穩(wěn)定與兼容。只有具備這3點(diǎn)，通信系統(tǒng)才能迅速使終端設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度系數(shù)間徹底落實(shí)信息交換工作，兼容各類不同廠商出產(chǎn)的設(shè)備，其抗壓能力較為優(yōu)越，有效滿足用戶要求。

（三）現(xiàn)場(chǎng)控制層

從本質(zhì)上看，現(xiàn)場(chǎng)控制層共有3種組成部分，分別是整流機(jī)組、智能監(jiān)控裝置與微機(jī)保護(hù)裝置。現(xiàn)場(chǎng)控制層不同于通信管理層及主控樓，其對(duì)電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)收集與命令執(zhí)行功能起到保護(hù)作用，可以將原始數(shù)據(jù)成功發(fā)送至主機(jī)設(shè)備。

二、繼電保護(hù)

（一）基本職能

其基本職能可以分為兩種，第一種是及時(shí)、迅速地將電器元件中的異常情況顯示出來，根據(jù)收集數(shù)據(jù)實(shí)施各項(xiàng)工作，有效為值班人員提供可靠問題與檢修信息；第二種是自動(dòng)并有選擇地跳開斷路器，防止電器元件遭到繼續(xù)損壞，阻礙正常原件運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

（二）電力系統(tǒng)要求

繼電保護(hù)中存在4種電力系統(tǒng)要求，分別是速度能力要求、靈敏度要求、選擇性要求與可靠能力。

1.速度能力要求。繼電保護(hù)必須及時(shí)找出電力系統(tǒng)故障位置，查明故障問題，電力故障狀態(tài)下用戶繼續(xù)進(jìn)行工作，只有這樣才能有效保護(hù)電器元件，降低損傷程度，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行工作，避免電力故障范圍擴(kuò)大、破壞程度蔓延。

2.靈敏度要求。這主要是針對(duì)繼電保護(hù)于電力故障產(chǎn)生瞬間的反應(yīng)能力，靈敏度要求繼電保護(hù)設(shè)備在保護(hù)范圍內(nèi)，準(zhǔn)確、靈敏地對(duì)任何類型、時(shí)間與地點(diǎn)的故障及時(shí)反應(yīng)。

3.選擇性要求。選擇能力要求繼電保護(hù)裝置在電力故障發(fā)生時(shí)可以最小范圍地操作檢查出電力故障產(chǎn)生部位，及時(shí)切除故障，控制影響范圍，穩(wěn)定、可靠地保障正常設(shè)備工作。

4.可靠能力要求。在設(shè)備職責(zé)范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)要求其必須積極主動(dòng)地反應(yīng)故障問題，在沒有故障時(shí)避免產(chǎn)生并傳輸錯(cuò)誤信息，一旦繼電保護(hù)傳出錯(cuò)誤信號(hào)，就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)檢查維修工作產(chǎn)生影響。

（三）系統(tǒng)工作原理

本文以某公司裝置為例，通過對(duì)該裝置工作原理進(jìn)行研究，證明該系統(tǒng)裝置可為代表。從實(shí)際角度分析，繼電保護(hù)裝置以電力故障產(chǎn)生時(shí)的電壓升降、電流量加強(qiáng)、電流頻率及溫度升降等情況為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電力故障實(shí)施判斷，隨后就故障情況顯示報(bào)警信號(hào)。在這之中，電流量大小與選擇性跳閘即反時(shí)限保護(hù)，如電力故障情況出現(xiàn)，電流量加大，跳閘速度即加快。就時(shí)間實(shí)施跳閘即定時(shí)間保護(hù)，其工作原理為，設(shè)備電流量超標(biāo)后，只有在設(shè)置后的特定時(shí)間段才會(huì)跳閘。瓦斯溫度影響即非電量保護(hù)，其工作原理與跳閘方式各有不同。繼電保護(hù)裝置具有相對(duì)固定可靠性系數(shù)，在計(jì)算工作值時(shí)，必須將已經(jīng)計(jì)算出的結(jié)果與可靠系數(shù)相乘，以此得出可靠性與準(zhǔn)確性較強(qiáng)的結(jié)果，通常結(jié)果介于1.3～1.5間。而繼電保護(hù)裝置實(shí)際靈敏度由電力故障情況最小值與保護(hù)動(dòng)作結(jié)果決定，通常結(jié)果介于1.2～2之間。

（四）分類

1.繼電發(fā)電機(jī)保護(hù)。發(fā)電機(jī)能夠?qū)﹄娏?shí)施保護(hù)，在此過程中，繼電發(fā)電機(jī)存在定子繞組短路、過電壓及短路等。繼電發(fā)電機(jī)出口方式具體包括停機(jī)、解列與縮小故障范圍等。

2.繼電線路保護(hù)。此類保護(hù)原理為：就電壓高低、電壓等級(jí)、電網(wǎng)接地方式及相間短路等方法實(shí)施保護(hù)措施。

3.繼電電力變壓器保護(hù)。其以外部短路、繞組匝短路等方法實(shí)施保護(hù)任務(wù)，將外部接地短路導(dǎo)致的中性點(diǎn)過電壓、過電流、變壓器溫度上升、過負(fù)荷等問題妥善解決。

4.高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)。其以定子繞組相間短路、低電壓、非同步?jīng)_擊電流方法實(shí)施保護(hù)任務(wù)。

結(jié)語

綜上所述，近年來科技不斷進(jìn)步，變電站管理轉(zhuǎn)為自動(dòng)化系統(tǒng)，綜合自動(dòng)化管理技術(shù)有效推動(dòng)我國(guó)電力工業(yè)進(jìn)步，繼電保護(hù)措施作用重要。電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備裝置可以快速切除故障，使不正常狀況迅速消除，是一種重要設(shè)備及自動(dòng)化技術(shù)，可以為今后電力系統(tǒng)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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