論述變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)問題

摘要：在我國電力系統(tǒng)應(yīng)用日益重要的情況下，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)是非常有必要的。變電運(yùn)行作為電力系統(tǒng)運(yùn)行中重要的一部分，在運(yùn)行的過程中很容易受到一些因素的影響，嚴(yán)重威脅變電的正常運(yùn)行。應(yīng)注意優(yōu)化電力系統(tǒng)的優(yōu)化過程。所以，在變電保護(hù)方面，著手于變電繼電保護(hù)是比較合適的。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行;繼電保護(hù);問題

一、繼電保護(hù)的定義

繼電保護(hù)是對(duì)電力系統(tǒng)故障和運(yùn)行狀況的有效分析，從而對(duì)相關(guān)解決方案的反事故自動(dòng)化對(duì)策進(jìn)行提出。由于在進(jìn)行電力系統(tǒng)的保護(hù)工作中，也曾經(jīng)利用過有觸點(diǎn)的繼電保護(hù)器，防止受到更大的影響和傷害，所以被稱為繼電保護(hù)。繼電保護(hù)工作開展的主要目的就是對(duì)電力工作中出現(xiàn)的各種問題的過程中，在可能的前提下，確保將問題或是設(shè)備故障在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行解決，通過此種方式更有效的減少其對(duì)設(shè)備的損壞和對(duì)周圍電力系統(tǒng)的不利影響，在此環(huán)節(jié)中也可以讓相關(guān)工作人員根據(jù)自身發(fā)射的信號(hào)對(duì)當(dāng)前的異常情況進(jìn)行消除。

二、繼電器保護(hù)裝置的工作原理

繼電保護(hù)裝置能夠?qū)ψ冸娤到y(tǒng)中相應(yīng)的故障位置與程度進(jìn)行判斷，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的各類保護(hù)及告警整定值等發(fā)出保護(hù)動(dòng)作或告警信息，幫助系統(tǒng)隔離故障，從而達(dá)到維護(hù)變電系統(tǒng)正常運(yùn)行的目的，具體內(nèi)容主要有兩方面：第一是建立在電流出入水平相等的情況下，通過保護(hù)裝置的電流變化就可以判斷出系統(tǒng)是否在正常運(yùn)行;第二是在發(fā)生故障的情況下，對(duì)電流的保護(hù)方向進(jìn)行改變，可以通過減少阻抗、降低電壓、增大電流保護(hù)等方式維持正常運(yùn)行。

三、繼電保護(hù)的基本要求

繼電保護(hù)技術(shù)必須在滿足相應(yīng)要求的前提下，才能發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的作用，完成繼電保護(hù)任務(wù)。①選擇性。在電力系統(tǒng)中的某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)可以有選擇的將出現(xiàn)故障的設(shè)備在電力系統(tǒng)中排除，在故障部分的保護(hù)設(shè)備拒動(dòng)時(shí)，選擇相鄰的保護(hù)設(shè)備將故障部分進(jìn)行排除。②快速性。繼電保護(hù)裝置可以快速的將電力系統(tǒng)中的故障部分進(jìn)行排除，盡可能的避免由于設(shè)備故障造成的損壞，降低設(shè)備故障對(duì)電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行造成的影響。③可靠性。繼電保護(hù)裝置只在需要其發(fā)生動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，在不需要其發(fā)生動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作;在該繼電保護(hù)裝置保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該及時(shí)做出動(dòng)作。④靈敏性。在該繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障或者異常情況時(shí)，不論故障點(diǎn)的位置、故障的類型和故障點(diǎn)的電阻情況如何，繼電保護(hù)裝置都能夠正確的做出反應(yīng)。

四、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)事故出現(xiàn)原因

4.1人為因素

由于電力系統(tǒng)工作人員中有些專業(yè)知識(shí)不足、有些工作態(tài)度不認(rèn)真等因素造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故的發(fā)生。如現(xiàn)場設(shè)備未按照繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行要求進(jìn)行配置或整定，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題時(shí)沒有及時(shí)處理，都將造成損失。

4.2繼電保護(hù)裝置方面存在的因素

繼電保護(hù)裝備主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機(jī)裝置的保護(hù)與管理裝置等組成。其中任何一項(xiàng)發(fā)生故障，均會(huì)引起繼電保護(hù)事故的發(fā)生。繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障會(huì)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電源模塊發(fā)生異常。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的異常可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置判斷該數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，進(jìn)而閉鎖保護(hù)，在發(fā)生故障時(shí)保護(hù)裝置不能正常切斷故障;也可能導(dǎo)致在正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)裝置的誤動(dòng)。電源模塊異常則將直接閉鎖保護(hù)裝置。

4.3繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件因素

從電力系統(tǒng)發(fā)展歷史來看，造成軟件出錯(cuò)的主要原因在兩個(gè)方面，軟件編碼錯(cuò)誤、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有缺陷是一方面，而測試操作有誤、定值輸入出現(xiàn)不規(guī)范等原因是另外一方面。而繼電保護(hù)電力系統(tǒng)中系統(tǒng)軟件出現(xiàn)問題，會(huì)直接造成繼電保護(hù)裝置錯(cuò)誤啟動(dòng)甚至是拒絕啟動(dòng)。

五、變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)改進(jìn)策略

繼電保護(hù)是變電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，科學(xué)配置和完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性起著重要作用。因此，必須深入研究變電系統(tǒng)運(yùn)行中的繼電保護(hù)策略，以確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

5.1對(duì)老化設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換

隨著用電需求的增大，電力系統(tǒng)運(yùn)行中，很多設(shè)備出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，在大負(fù)載的影響下，加速了元件的老化速度。另外，受到環(huán)境等因素的影響，電力元件的使用周期也受到影響。因此，要重視對(duì)老化元件的替換，避免繼電保護(hù)失效現(xiàn)象的發(fā)生。

5.2重視提升繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化和智能化

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各個(gè)行業(yè)的通信方式得到改進(jìn)，繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化程度增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。繼電保護(hù)能夠有效保護(hù)局部電力系統(tǒng)的安全，與故障進(jìn)行及時(shí)切斷，同時(shí)，數(shù)據(jù)共享程度增強(qiáng)，保證運(yùn)行系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)。在智能電網(wǎng)的實(shí)施中，發(fā)揮傳感器的作用，加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，促進(jìn)保護(hù)功能的增強(qiáng)，達(dá)到對(duì)故障的及時(shí)識(shí)別和控制。數(shù)字化智能變電站是由智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范，利用電子式互感器就地將電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化，能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。其備配置要求：220kV 及以上電壓等級(jí)繼電保護(hù)系統(tǒng)遵循“雙重化設(shè)計(jì)”原則，110kV 電壓等級(jí)應(yīng)采用保護(hù)測控一體化裝置，按雙套配置，10kV～35kV 電壓等級(jí)應(yīng)采用保護(hù)測控一體化裝置，按單套配置。110kV 及以上電壓等級(jí)電子式互感器的傳感單元和采集單元、合并單元應(yīng)采用雙重化配置，且相互獨(dú)立。組網(wǎng)原則：過程層與間隔層SV 傳輸宜采用網(wǎng)絡(luò)方式，220kV～500kV 電壓等級(jí)應(yīng)采用雙套獨(dú)立雙網(wǎng)方式，110kV 電壓等級(jí)應(yīng)采用雙單網(wǎng)方式;過程層與間隔層GOOSE 信號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用雙網(wǎng)雙工方式運(yùn)行，110kV 以上電壓等級(jí)GOOSE網(wǎng)和SV 網(wǎng)應(yīng)獨(dú)立，GOOSE 配置共享雙網(wǎng)，110kV 及以下電壓等級(jí)GOOSE 網(wǎng)和SV 網(wǎng)可合并組網(wǎng)。

5.3主變壓器的繼電保護(hù)策略

作為變電系統(tǒng)的主要設(shè)備，變壓器必須進(jìn)行充分保護(hù)，以防止變壓器出現(xiàn)故障。根據(jù)變電站設(shè)備的容量和電壓水平，在設(shè)備高壓側(cè)和低壓側(cè)之間安裝安全可靠的具有良好的性能的繼電保護(hù)裝置，根據(jù)安裝要求，電壓保護(hù)應(yīng)當(dāng)實(shí)施雙套配置。在配置方面，主、后備一體化的配置方案使得第一套智能終端設(shè)備和差動(dòng)保護(hù)應(yīng)相對(duì)，第二套智能終端和備用保護(hù)和Mu相對(duì)應(yīng)。一方面，繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集時(shí)是檢測裝置直接測量電流電壓量。其次，變壓器和繼電保護(hù)裝置的終端設(shè)備不僅連接，而且與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，保護(hù)裝置在控制信號(hào)中斷情況下可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)控制智能終端。110kV～500kV 主變保護(hù)各側(cè)電子式互感器的傳感單元和采集單元、合并單元、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的冗余配置原則和組網(wǎng)原則應(yīng)與該主變的高壓側(cè)標(biāo)準(zhǔn)一致。

5.4母線的繼電保護(hù)策略

母線的繼電保護(hù)一般用分布式配置設(shè)計(jì)，為了方便實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置和控制裝置的連接，可以在單組配置中使用總線保護(hù)方案，這類母線保護(hù)方法結(jié)構(gòu)簡單，母線保護(hù)裝置直接與合并單元，智能終端相連。

5.5線路繼電保護(hù)策略

對(duì)變電運(yùn)行線路的保護(hù)，保護(hù)與測控是同步進(jìn)行的。以單套間隔裝置為依據(jù)，借助斷路器，使線路保護(hù)成為可能，此外，與GOOSE網(wǎng)絡(luò)集結(jié)，在斷路器失靈條件下，變電系統(tǒng)還能夠凸顯保護(hù)功能。繼電保護(hù)裝置位于線路間隔間，連接了合并單元和智能終端，同時(shí)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接起來，傳遞數(shù)據(jù)。電子式互感器安裝在主線系統(tǒng)與子線系統(tǒng)中，傳遞電壓信號(hào)與電流信號(hào)，至合并單元，做出打包處理，通過光纖，進(jìn)行傳遞。在線路繼電保護(hù)改進(jìn)方面，先明確線路簡圖，基于既有基礎(chǔ)做出改進(jìn)。

六、結(jié)語

繼電保護(hù)設(shè)備在電力系統(tǒng)中有著不可替代的重要作用和地位，可以說正是因?yàn)橛辛死^電保護(hù)設(shè)備的存在，電網(wǎng)才能夠真正實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，所以不斷尋找繼電保護(hù)中存在的問題并不斷優(yōu)化，對(duì)我國電網(wǎng)良性發(fā)展有著重要意義。繼電保護(hù)需要緊隨信息技術(shù)的腳步，不斷地引入高新技術(shù)、不斷實(shí)現(xiàn)智能化與網(wǎng)絡(luò)化，才能夠適應(yīng)當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)全面普及的大環(huán)境，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的完善與進(jìn)步。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局）

作者簡介：王俊杰（1981.10.27—），性別：男;籍貫：廣東;民族：漢;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：工程師 研究方向：變電運(yùn)行。