電力系統(tǒng)變電運(yùn)行中繼電保護(hù)改進(jìn)策略研究

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，各行各業(yè)對電力資源的需求和依賴越來越大，這就對電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其運(yùn)行情況直接影響著系統(tǒng)的安全性，特別是確保電能傳輸效率、處理電力系統(tǒng)不確定性故障、防止故障擴(kuò)大具有非常重要的作用。所以，分析繼電保護(hù)運(yùn)行中的問題并且提出針對性的預(yù)防對策，對于確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電運(yùn)行；繼電保護(hù)；改進(jìn)策略

一、繼電保護(hù)的特點(diǎn)分析

第一，繼電保護(hù)具有選擇性的特點(diǎn)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，一旦出現(xiàn)相關(guān)故障，系統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)將會具有選擇性的去斷開事故節(jié)點(diǎn)的開關(guān)，而不是將全部控制開關(guān)都切斷，正因繼電保護(hù)的這一特點(diǎn)，可以使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運(yùn)行。第二，繼電保護(hù)的迅速性特點(diǎn)。在現(xiàn)代社會中，生產(chǎn)與生活對于電力資源的依賴程度是非常高的，大部分機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行都依賴電力資源的支持，所以在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中相關(guān)故障不能得到快速的解決將會對生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重的影響。而繼電保護(hù)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候可以快速的做出反應(yīng)，這樣就可以縮小電力故障的影響范圍，使得相關(guān)故障的損害程度降到最低。第三，繼電保護(hù)的可靠性特點(diǎn)。可靠性是變電運(yùn)行中繼電保護(hù)最為明顯的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，由于相關(guān)故障的影響而出現(xiàn)斷電的情況時，繼電保護(hù)系統(tǒng)將會發(fā)揮自身的可靠性，快速的做出響應(yīng)，將故障區(qū)域與非故障區(qū)域進(jìn)行隔離處理，從而避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大與蔓延。第四，靈敏性特點(diǎn)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，任何一個微小的故障都會引發(fā)繼電保護(hù)系統(tǒng)的反應(yīng)，在繼電保護(hù)系統(tǒng)敏銳的察覺下，會迅速的發(fā)出警報。

二、目前變電運(yùn)行中繼電保護(hù)存在的問題

（一）繼電保護(hù)裝置自身故障問題

繼電保護(hù)裝置自身存在的故障問題更多是因?yàn)檠b置在設(shè)計和制造過程中存在不合格的情況。主要是因?yàn)檠b置在設(shè)計過程中沒有充分考慮到后續(xù)實(shí)際使用可能遇到的情況，在制造過程中沒有按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作。同時，設(shè)備在正式進(jìn)入電網(wǎng)之前缺少必要的檢查以及測試，從而引發(fā)整個變電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

（二）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問題

在構(gòu)建電網(wǎng)系統(tǒng)時，沒有對電網(wǎng)以后的擴(kuò)展進(jìn)行分析考慮，從而導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)本身存在不合理的地方，尤其是在增加電量后，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)達(dá)不到相關(guān)要求，這就造成電網(wǎng)供電和用電需求不相符，如果在用電高峰期，還會引起電網(wǎng)負(fù)荷過重的問題，從而對用戶的正常用電造成一定影響。同時對于一些電力設(shè)備，生產(chǎn)廠家為了最大化經(jīng)濟(jì)利益，沒有對設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管理，導(dǎo)致電力設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量不合格，隨之將這些質(zhì)量不合格的電力設(shè)備應(yīng)用在電網(wǎng)建設(shè)中，進(jìn)而對變電運(yùn)行帶來安全隱患。

三、變電運(yùn)行繼電保護(hù)問題的對策

（一）采用性能優(yōu)良的數(shù)字控制器件

通過性能優(yōu)良的數(shù)字控制器件能夠有效提升繼電保護(hù)的質(zhì)量和可靠性。在繼電保護(hù)中最為常用的器件為復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）以及現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA），這兩種器件對于繼電保護(hù)來說具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢。CPLD 以及FPGA屬于現(xiàn)代可編程專用集成電路，將功能進(jìn)行了高度的集成，同時也將不同微機(jī)系統(tǒng)功能集中到同一塊芯片之上。通過性能優(yōu)良數(shù)字控制器件的使用可以極大的改善電子系統(tǒng)設(shè)計情況，同時也具有非常強(qiáng)的生命力。另外，這些器件的使用能夠有效縮短保護(hù)裝置的研發(fā)周期，這就在很大程度上確保了繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性。

（二）改進(jìn)電力系統(tǒng)母線的繼電

在變電系統(tǒng)中，母線是電力傳輸線路的主要一部分，當(dāng)出現(xiàn)事故，將給電力系統(tǒng)帶來較大損失。通常母線的繼電保護(hù)使用分布式的設(shè)計方法，通過單套配置保護(hù)母線，便于集成保護(hù)裝置和測控系統(tǒng)，相比線路的繼電保護(hù)方法，母線的繼電保護(hù)與其有著相似之處，而其結(jié)構(gòu)更加簡單。連接了智能終端與合并單元，利用繼電保護(hù)系統(tǒng)，母線保護(hù)裝置檢測差錯，并進(jìn)行自動處理。分析上述幾種繼電保護(hù)情況不難發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)維持著較高的可靠性與響應(yīng)速度。將計算機(jī)與通信技術(shù)應(yīng)用其中，確保系統(tǒng)較高的安全性。由于線路重要性有所不同，要使用相應(yīng)的繼電保護(hù)措施，GOOSE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于主變壓器與線路的繼電保護(hù)中，對傳輸線路起輔助作用。通信技術(shù)融入其中，使系統(tǒng)具有較高的可靠性，有助于智能化保護(hù)裝置的應(yīng)用。

（三）加強(qiáng)管理的規(guī)范性，提升工作人員培訓(xùn)力度

電力企業(yè)要加強(qiáng)內(nèi)部的管理，確保其規(guī)范化、合理化，同時要加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)，提升其專業(yè)能力，降低誤操作的概率，并且在繼電保護(hù)出現(xiàn)問題時能夠及時應(yīng)對。電力企業(yè)可以針對變電運(yùn)行繼電保護(hù)方面制定專門的規(guī)章制度，通過詳細(xì)的操作說明以及規(guī)定來最大程度上避免人為錯誤所造成的事故，同時也能夠保證電力事故發(fā)生時的有效處理。另外，電力企業(yè)要設(shè)置專門的資金、安排專門的人員進(jìn)行理論知識方面的培訓(xùn)，也可以通過交流會、專家講座等方式來提升工作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確保其能夠應(yīng)對突發(fā)狀況。另外，變電操作人員在具體操作過程中要注意如下幾方面：（1）要確保每個等級系統(tǒng)的獨(dú)立性，從而有效提升繼電保護(hù)系統(tǒng)整體的抗干擾能力；（2）要增強(qiáng) GOOSE 網(wǎng)絡(luò)模式的應(yīng)用力度，防止設(shè)備運(yùn)行過程中的失靈，降低故障發(fā)生率，確保數(shù)據(jù)的有效傳遞；（3）要將一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行充分結(jié)合來提升繼電保護(hù)的自動化水平。

（四）繼電保護(hù)獨(dú)立裝置

對于繼電保護(hù)獨(dú)立裝置，管理人員要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)范對其進(jìn)行檢查，并對檢查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計、分析，從而判斷繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況。對于電力系統(tǒng)中的母差保護(hù)裝置、電容器保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、線路保護(hù)裝置、電壓切換裝置、電抗器保護(hù)裝置、安全自動裝置、備用電源自投切換裝置等進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并做好檢查記錄，為繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供依據(jù)。

（五）建立健全應(yīng)急管理方案

變電站運(yùn)行中的繼電保護(hù)具有特殊性，因此需要有效的工作運(yùn)行來防止突發(fā)事件對繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生不良影響，繼而造成重大經(jīng)濟(jì)損失，在此情況下，應(yīng)急管理制度的建立與健全對變電站運(yùn)行中繼電保護(hù)具有重要的作用，在此過程中，更應(yīng)落實(shí)繼電設(shè)備儀器定檢制度，尤其是一些使用頻率較高的設(shè)備儀器，應(yīng)對其云狀狀態(tài)進(jìn)行不間斷記錄，以防止運(yùn)行過程中問題或故障的發(fā)生。變電站相關(guān)工作人員應(yīng)時刻加強(qiáng)自我保護(hù)意識，確保變電工作的正常運(yùn)行，也絕對保證自身的生命安全，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

四、結(jié)論

在變電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)問題涵蓋了整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對電網(wǎng)穩(wěn)定性的可靠性以及安全性有著重要的意義和作用，通過以上的分析和討論，我們可以看到在變電運(yùn)行管理人員來保證自己的安全，不僅需要使用更多的技術(shù)和知識，確保變電繼電保護(hù)的有效性，從而確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。文章針對繼電保護(hù)的有關(guān)對策展開的簡述，供有關(guān)人員參考，我們始終艱辛伴隨電力行業(yè)的發(fā)展，以及計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，保護(hù)水平也將持續(xù)提升。

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作者簡介：

武鵬 1988 男 漢 山西省朔州市懷仁縣 中級工程師 技術(shù)員 2011年畢業(yè) 太原科技大學(xué)華科學(xué)院 電氣工程及其自動化本科 電氣調(diào)試及一二次電氣設(shè)計

（作者身份證號碼：140202198809253514）