110kv智能變電站繼電保護的運行維護

陳巍 俞晨濤 王義員 于海洋

摘 要：智能變電站是智能電力網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分，它的運轉(zhuǎn)質(zhì)量將直接影響著整個電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。智能變電站運轉(zhuǎn)過程中繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用，因而強化繼電保護運維工作，確保其可以安全穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。本文首先對110 kV智能變電站的繼電保護系統(tǒng)進行簡要介紹，其次對110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運維現(xiàn)狀與故障進行深入分析，最后有針對性地提出了110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運維管理對策。

關(guān)鍵詞：110kv智能變電站繼電保護;運行現(xiàn)狀;故障分析;運維管理

1 引言

繼電保護系統(tǒng)對110 kV智能變電站日常電力供應(yīng)產(chǎn)生的影響比較大[1]。和一般的變電站相比，智能變電站更能跟上時代發(fā)展的步伐。電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能變電站，例如計算機數(shù)字處理、自動檢測等功能。雖然其功能更先進，但它也突出了許多缺點。智能變電站繼電保護系統(tǒng)的維護工作較為繁瑣，需要重視很多細節(jié)。本文對110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運維現(xiàn)狀和故障進行分析，并提出對應(yīng)的措施。

2 110 kV智能變電站的繼電保護系統(tǒng)

智能變電站通常運用先進、可靠、集成、環(huán)保的智能設(shè)備[2]。其基本要求是全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，主要承擔(dān)著電路信息的采集、測量、保護與檢測功能。和一般的變電站相比較，智能變電站還可以支撐電力網(wǎng)絡(luò)的實時自動監(jiān)測、調(diào)節(jié)、網(wǎng)上分析、電網(wǎng)協(xié)調(diào)與互動等較高級別的功能。智能變電站主要有兩個組成部分：智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺。而智能高壓設(shè)備主要包含智能變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備、電子式互感器。智能控制器主要是將光纖和控制系統(tǒng)較好地連接起來，能夠?qū)ψ儔浩鞯膭討B(tài)運轉(zhuǎn)狀況進行較好地監(jiān)測。如若運轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生較大變化，智能控制器將依據(jù)具體狀況決定是否調(diào)整分接頭;如若變壓器發(fā)生故障，智能控制器能夠在第一時間檢測并及時做出預(yù)警報告，進而在某種程度上避免了人工監(jiān)控的不穩(wěn)定性，提升了繼電保護系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)質(zhì)量。智能高壓開關(guān)設(shè)備是一種高性能的開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備，同時帶有傳感器和執(zhí)行器，能夠?qū)﹄娐废到y(tǒng)進行監(jiān)測與診斷。電子互感器通常是指光纖互感器或者磁光玻璃互感器，能夠有效地避免傳統(tǒng)互感器因外界干擾造成的信號不準(zhǔn)確的問題。

變電站統(tǒng)一信息平臺主要有兩個功能，即系統(tǒng)橫向信息共享和系統(tǒng)縱向信息標(biāo)準(zhǔn)化[3]。系統(tǒng)橫向信息共享通常表現(xiàn)為管理系統(tǒng)中各類上層應(yīng)用對信息獲取的統(tǒng)一，系統(tǒng)縱向信息標(biāo)準(zhǔn)化通常表現(xiàn)為各層對上層應(yīng)用支撐的透明化。智能電網(wǎng)的建設(shè)在我國已經(jīng)逐步上升到國家戰(zhàn)略的高度，而智能變電站是智能電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中促進能源轉(zhuǎn)化與控制的一個重要平臺。

智能變電站繼電保護系統(tǒng)的功能主要是自動對電路系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進行處理，保證供電系統(tǒng)與有關(guān)設(shè)備的可靠運轉(zhuǎn)。繼電保護系統(tǒng)除了保證智能變電站的正常工作外，還可以同步數(shù)據(jù)信息以及處理不正常信息。就智能變電站整體而言，將系統(tǒng)故障進行第一時間地處理能夠最大限度地減少故障造成的損失，也可以降低電路系統(tǒng)故障對周圍工業(yè)生產(chǎn)與居民生活的影響。當(dāng)電路系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置會及時進行響應(yīng)，診斷故障類型。當(dāng)故障無法自行解決時會通知管理工作者進行人工干預(yù)。110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)主要包括電子互感器、合并單元以及智能終端等[4]。當(dāng)電路系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置會自動將故障部分從電力網(wǎng)絡(luò)中分離出來，與此同時對智能變電站的全部設(shè)備進行監(jiān)控，并在出現(xiàn)問題時及時報警。

3 110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運維現(xiàn)狀與故障分析

設(shè)備管理問題。前期設(shè)備管理工作分為設(shè)計、計劃、安裝以及測試等方面，后期主要包括使用、維護與升級等環(huán)節(jié)。在110 kV智能變電站的設(shè)備管控方面有一定的偏差，在設(shè)備使用過程中會投入許多人力以及物力來管理設(shè)備，但是卻不愿意在后期維護上投資。一些110kV智能變電站的系統(tǒng)設(shè)計也有一定的問題，繼電保護設(shè)備和維護設(shè)備彼此具有獨立性，使得變電站對運行維護缺乏足夠的重視，變電站內(nèi)的維護部門只對故障設(shè)備進行維護或者更換，在改造方面缺乏創(chuàng)新性。從長遠來看，該設(shè)備不能滿足智能變電站快速發(fā)展的需要，并且對電力供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響[5]。

在線檢測準(zhǔn)確度不夠高。繼電保護系統(tǒng)中的在線檢測功能在許多110 kV智能變電站中發(fā)揮作用，借助這一功能能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)。但這一裝置非常容易遭到外部信號等不確定因素的干擾，使得檢修結(jié)果準(zhǔn)確程度不夠高，無法對故障進行準(zhǔn)確維修。

開關(guān)拒合故障。伴隨著智能變電站運轉(zhuǎn)時間的增多，電力負荷與配電容量也在不斷增多，開關(guān)長時間使用之后就會發(fā)生拒合問題。導(dǎo)致開關(guān)拒合的原因主要有兩個：（1）裝有開關(guān)的電路存在相間短路問題;（2）開關(guān)的節(jié)點被焊死或者開關(guān)不能切換回其位置而使得開關(guān)拒合故障發(fā)生。相關(guān)研究表明，開關(guān)在合閘瞬間電流較大，會影響設(shè)備[6]。當(dāng)智能變電站首次投入使用時，沖擊電流和電源負載相對較小，保護裝置尚未發(fā)揮作用。然而，隨著使用時間的增多，電源負載也在增加，使得沖擊電流也在增加。當(dāng)沖擊電流的電流數(shù)值到達開啟保護裝置的臨界點時，開關(guān)將關(guān)閉。這時，僅僅轉(zhuǎn)變電流的運轉(zhuǎn)方式?jīng)_擊電流就會減少，不會發(fā)生拒合故障[7]。

低壓測近區(qū)故障。這類故障是由于線路短路引起的大電流沖刷變壓器引起的，使得變壓器的穩(wěn)定性極大地降低，最終導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。低壓測近區(qū)發(fā)生故障會損壞變壓器內(nèi)部，因而為確保電路的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，需要及時處理低壓測近區(qū)故障。處理該故障的關(guān)鍵在于在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b過流保護裝置，這一裝置有限流速斷的功能，可以有效地進行低壓出線速斷，能夠在斷路器與速斷保護均未做出反應(yīng)的狀況下，迅速解決問題。

4 110 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)的運維管理

完善相關(guān)規(guī)章制度。為了確保變電站可持續(xù)發(fā)展，采購部門和維護部門之間應(yīng)加強聯(lián)系。二者應(yīng)當(dāng)密切配合順利完成繼電保護裝置的采購與后期維護，進而很好地提升繼電保護裝置的使用效率，使裝置的使用壽命大大延長，變電站的經(jīng)濟效益極大地提高。具體實施措施應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面著手：一是完善相關(guān)制度，細化工作，將各項工作協(xié)調(diào)好，有效減少工作失誤;二是將工作的分配狀況完善好，并且把責(zé)任落實到每一個人，通過落實責(zé)任，將管理漏洞堵上。三是要制定對應(yīng)的獎懲制度和考核制度，對優(yōu)秀員工給予恰當(dāng)?shù)莫剟?，充分調(diào)動員工的積極性與主動性，保證精細化管理工作可以穩(wěn)步進行。

日常維護定量化。對員工培訓(xùn)工作進行不斷強化，特別是培訓(xùn)的重點應(yīng)該放在后期維護工作上[8]。嚴格規(guī)范有關(guān)設(shè)備的操作流程，禁止違反規(guī)定操作，提升全體員工的整體素質(zhì)。由于變電站中的一些設(shè)備需要24小時不間斷運行，這應(yīng)當(dāng)編制科學(xué)合理的檢修方案。既要保證工作人員的生命安全還要確保檢修工作得以順利進行。但是在實際的工作過程中，由于設(shè)備的復(fù)雜性和相關(guān)系統(tǒng)的不完善，使得檢修工作不及時，對系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的影響。工作人員應(yīng)該認真記錄故障，通過分析故障制定對應(yīng)的解決方案，以免后期發(fā)生同樣的狀況。

5 結(jié)語

目前，智能變電站繼電保護的運行和維護仍然存在許多問題。本文就重點問題進行深入分析，并提出相應(yīng)的解決對策，以確保智能變電站電力供應(yīng)可以安全、穩(wěn)定進行。

參考文獻：

[1]杜賀金.110kV智能變電站繼電保護的運行維護[J].信息周刊，2018（17）：0073-0073.

[2]胡朦朦，張青.110kV智能變電站繼電保護的運行維護[J].科技風(fēng)，2018，368（36）：229-229.

[3]秦漢瑋.110kV智能變電站繼電保護研究[J].通信電源技術(shù)，2018，v.35;No.170（02）：36-37.

[4]劉芳奇.加強110kV智能變電站建設(shè)運行維護管理的重要意義[J].通訊世界，2016（7）：126- 127.