110kV變電站繼電保護(hù)的故障與對(duì)策

王喆 李永欽 孫洪濤

摘 要：近幾年我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程不斷加快，變電站為了提升其運(yùn)行質(zhì)量，要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求落實(shí)更加系統(tǒng)的繼電保護(hù)管理模式，從而建立具有時(shí)效性的故障處理機(jī)制，促進(jìn)變電站應(yīng)用工作的全面進(jìn)步。在110kV變電站繼電保護(hù)工作落實(shí)的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，為了提升其應(yīng)用和運(yùn)行質(zhì)量，要結(jié)合故障問(wèn)題進(jìn)行原因分析，并采取具有針對(duì)性的處理措施，從而確保繼電保護(hù)能發(fā)揮其實(shí)際作用，提升110kV變電站運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：110kV變電站;繼電保護(hù);故障與對(duì)策

引言

智能電網(wǎng)是世界電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能變電站是智能電網(wǎng)的樞紐和核心。智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成的智能化設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢查等功能，其特征是一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、通信平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化。

1智能變電站結(jié)構(gòu)

智能變電站按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，采用3層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，3層即站控層、間隔層和過(guò)程層，兩網(wǎng)即站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，智能變電站層架構(gòu)如圖1所示。站控層設(shè)備主要包括監(jiān)控主機(jī)、操作員站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)器和綜合應(yīng)用服務(wù)器等，間隔層設(shè)備包括保護(hù)裝置、測(cè)控裝置和故障錄波等，過(guò)程層設(shè)備包括智能終端、合并單元和智能組件等。過(guò)程層設(shè)備將交流模擬量、直流模擬量、狀態(tài)量就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)把數(shù)字信號(hào)傳輸給上層，并接受和執(zhí)行上層下發(fā)的控制命令。間隔層設(shè)備采集本間隔一次設(shè)備的信號(hào)、控制操作一次設(shè)備，并通過(guò)站控層將相關(guān)信息上送給站控層設(shè)備和接受站控層設(shè)備的命令。站控層可實(shí)現(xiàn)對(duì)全站一、二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制以及與遠(yuǎn)方控制中心通信。

2智能變電站繼電保護(hù)裝置配置方案

2.1110kV及以下電壓等級(jí)線路保護(hù)配置方案

對(duì)于110kV及以下電壓的變電站可以有兩種形式對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，一種是主變保護(hù)形式，另一種就是后備保護(hù)形式。在使用主變保護(hù)形式的過(guò)程中要結(jié)合雙套配置的方法一起進(jìn)行，因此，線路中的MU配置與線路保護(hù)不僅要相匹配，同時(shí)也要將雙套配置方法有效應(yīng)用才可以。單套配置方法也可以有效的應(yīng)用在智能終端處，但是在此過(guò)程中，要將單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在與主變保護(hù)之間的聯(lián)系上。相關(guān)工作人員要充分的了解和掌握線路保護(hù)的需求，在系統(tǒng)中將電壓采樣記錄好，因?yàn)殡妷翰蓸釉谝欢ǔ潭壬峡梢詾镸U間隔將母線電壓MU進(jìn)行有效的整合，從而在對(duì)間隔保護(hù)的過(guò)程中將電壓以及電流間隔進(jìn)行科學(xué)合理的組合，在很大程度上有利于減少因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)間隔而造成延時(shí)的狀況，進(jìn)而在間隔單元中就將網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)有效的完成。除此之外，相關(guān)工作人員在SV網(wǎng)絡(luò)上采集電壓信號(hào)，在很大程度上使得網(wǎng)絡(luò)延時(shí)時(shí)間得到切實(shí)有效地降低，進(jìn)而減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，滿足了繼電保護(hù)裝置的具體要求。110kV電壓等級(jí)線路保護(hù)裝置主要采用的是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，以此在線路和母線的ECT以及EVT上獲得電流和電壓。

2.2主變保護(hù)配置方案

（1）單套主變保護(hù)配置。變壓器保護(hù)在響應(yīng)速度上具有較高的可靠性、高效性以及安全性，因此，將主變保護(hù)和后備保護(hù)分區(qū)開來(lái)，制定出一個(gè)科學(xué)合理的單套配置方案將差動(dòng)保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髯儽Ｗo(hù)，并有效地將光纖與變壓器的各種電壓等級(jí)側(cè)智能終端進(jìn)行有科學(xué)合理的單元合并以及連接;而后備保護(hù)裝置將各種電壓的等級(jí)側(cè)備保護(hù)建立了一個(gè)保護(hù)合一裝置，并在此基礎(chǔ)上有效地應(yīng)用了光纖與各電壓等級(jí)側(cè)的智能終端以及MU連接。在使用主變壓器對(duì)繼電保護(hù)的過(guò)程中，要求其具備優(yōu)良的采樣同步以及響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，大部分時(shí)候都是采用光纖構(gòu)成的組網(wǎng)方式，在很大程度上有效實(shí)現(xiàn)了設(shè)備采樣以及設(shè)備跳閘。在主變保護(hù)的單套配置方案中，智能終端將硬接線與開關(guān)進(jìn)行有效的連接，而MU則將一次配置直接接入到現(xiàn)場(chǎng)。在配置方案中，主變保護(hù)的后備保護(hù)動(dòng)作則是在母聯(lián)以及分段開關(guān)上進(jìn)行的，而變電站低壓側(cè)的主變保護(hù)以及后備保護(hù)在變電站母線保護(hù)上也是一樣的存在，因此，將多套保護(hù)裝置有效地安裝在母聯(lián)以及分段開關(guān)上，以此有效地提高后備保護(hù)的安全性以及可靠性。有效地采用直接采樣以及直接跳閘的方式，在一定程度上有效的減輕了硬件冗余;采取GOOSE網(wǎng)絡(luò)在低壓側(cè)中有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)以及信息傳輸情況，在一定程度上使得網(wǎng)絡(luò)冗余變得較大，進(jìn)而可以采取網(wǎng)絡(luò)跳閘的直接方式將后備保護(hù)有效地應(yīng)用到母聯(lián)以及分段開關(guān)上。（2）雙重化主變保護(hù)配置。雙重化主變保護(hù)配置一般都是在雙母線接線形式上應(yīng)用，在此過(guò)程中各電壓等級(jí)側(cè)的智能終端以及合并單元都需要雙配套裝置共同使用。有效地使用直接電纜跳閘的方式能夠?qū)⒎请娏勘Ｗo(hù)得以實(shí)現(xiàn)，而有效地將非電量時(shí)延就可以有效地應(yīng)用到非電量保護(hù)。雙重化主變保護(hù)配置在很大程度上使得每一套裝置都具備主變保護(hù)和后備保護(hù)，電壓等級(jí)側(cè)配置也可以有效地應(yīng)用雙重化標(biāo)準(zhǔn)

3110kV變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化對(duì)策

3.1優(yōu)化產(chǎn)品源頭管理

為了從源頭提升110kV變電站繼電保護(hù)效果，相關(guān)人員要對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始質(zhì)量驗(yàn)證和分析，確保能集中檢查設(shè)備的質(zhì)量合格證書，利用復(fù)核的方式提升具體工作的質(zhì)量，避免源頭質(zhì)量失衡造成的影響，打造更加合理的質(zhì)量監(jiān)督平臺(tái)。另外要落實(shí)崗位責(zé)任制，建立專崗專人源頭質(zhì)量監(jiān)督工作，從而維護(hù)110kV變電站繼電保護(hù)的基本水平。

3.2優(yōu)化潛在故障排查

為了提升110kV變電站繼電保護(hù)的實(shí)際水平，要對(duì)潛在故障予以及時(shí)性排查和處理。一方面要踐行全壽命周期管理規(guī)范，確保能及時(shí)進(jìn)行故障的檢索和糾察，并且依據(jù)故障問(wèn)題落實(shí)相應(yīng)的處理方案，從而減少故障造成的經(jīng)濟(jì)損失;另一方面要進(jìn)行定期的檢查，結(jié)合110kV變電站繼電保護(hù)工作情況落實(shí)周檢、月檢以及年檢等，從而保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后優(yōu)化處理效果，最大化提升110kV變電站繼電保護(hù)的效率。

3.3完善運(yùn)行故障處理方案

第一，開關(guān)拒合故障處理。要著重分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因，然后結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)的處理措施。若是因?yàn)樵诶^電器連接中出現(xiàn)了回路連接不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)閉合等問(wèn)題，此時(shí)只需要對(duì)線路進(jìn)行改良即可，盡量避免合閘過(guò)程對(duì)電流產(chǎn)生沖擊，從而確保供電負(fù)荷能在約束范圍內(nèi)，且能降低沖擊電流，提升保護(hù)裝置的應(yīng)用效果。第二，針對(duì)主變差動(dòng)保護(hù)問(wèn)題，要借助重新連接的方式避免運(yùn)行不當(dāng)，確保報(bào)警信號(hào)能發(fā)揮其作用，從而進(jìn)一步提升其故障處理效果。值得一提的是，在實(shí)際操作中，要對(duì)設(shè)備參數(shù)、設(shè)備保護(hù)限定數(shù)值等進(jìn)行集中的核對(duì)和校準(zhǔn)，從而減少故障率。第三，針對(duì)低壓側(cè)近區(qū)故障處理。要盡量結(jié)合110kV變電站繼電保護(hù)的實(shí)際要求，在低壓側(cè)集中增設(shè)對(duì)應(yīng)的過(guò)流保護(hù)裝置，依據(jù)裝置完成限流速斷等操作，配合低壓出線速斷處理方案建立完整的應(yīng)用體系。值得一提的是，若是高壓側(cè)出現(xiàn)閉鎖過(guò)流等問(wèn)題，則需要利用限時(shí)速斷和過(guò)電流分析等方式完善處理機(jī)制。一方面利用限時(shí)速斷和出線速斷對(duì)本側(cè)予以控制，另一方面利用過(guò)電流處理維持出口限跳的合理性。結(jié)合低壓側(cè)母線故障問(wèn)題以及出線近區(qū)故障問(wèn)題落實(shí)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，從根本上減少故障造成的影響，打造更加完整的繼電保護(hù)運(yùn)維方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的雙贏。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采取有效地繼電保護(hù)方案在很大程度上有利于提高智能變電站設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的安全性、可靠性以及高效性，對(duì)智能變電站的發(fā)展具有十分重要的作用和意義。相比較傳統(tǒng)的、單一的繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，智能變電站技術(shù)具有更多的優(yōu)勢(shì)，它將信息共享技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等有機(jī)的融合到一起，進(jìn)而避免了信息“孤島”的現(xiàn)象，以此有效的提高了對(duì)變電站保護(hù)的及時(shí)性以及高效性，在很大程度上為人們提供了優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。

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