10kV智能變電站繼電保護研究

韓韜 周寶斌 汪永坤

國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇 鹽城 224000

引言

基于經濟社會發展的實際需求，最近幾年電力產業引起了較高的關注，并實現了良好的發展，加之高新智能科技的出現與運用，促使供電系統實現了智能化發展目標，智能變電站逐步問世。智能變電站屬于供電系統中關鍵的構成內容，發揮著十分緊要的作用。而對于智能變電站未來的健康發展而言，其繼電保護項目具有顯著的價值。所以，針對10kV智能變電站繼電保護開展研究工作是非常必要的。

1 概述

1.1 智能變電站

智能變電站通過應用高科技智能設備，將IEC61850標準以及通信規范作為理論依據，有效建立數字網絡平臺，合理實現變電站內部信息共享等目標，包含智能數據采集、處理與監察等性能，能夠全方位管控并調試供電狀況的新式變電站。以實現對電網的實時維護為目標，應當確保智能變電站在監測數據信息的過程中具備效率性，保證供電系統在所有期間內的數據信息，統統能夠被保管于變電站的儲存儀器內。現階段，有關智能變電站的科研工作依然處在發展時期，僅僅具備一套比較成熟的電力系統，在實現全面監管與維護供電系統方面，仍然存在較大的技術缺失，然而其在供電系統的保護性能方面，則表明務必需要對其開展完善工作。繼電保護不僅僅是針對電力運行系統的檢測和保護，對于整個電力系統都有著重要的意義，以上闡述的有關供電系統的所有內容統統作為智能變電站將來的發展趨勢。以構建智能化變電站為目的，積極優化智能變電站實際上就是為電力產業創造牢固的基礎[1]。

1.2 繼電保護原理

繼電保護的含義，實際上是指針對電力線路內的所有工作要點開展檢查工作，并形成相應的電信號反饋到控制顯示平臺上，重點分成兩類信號，一類是正常信號，另一類是故障信號。將電力線路的短路等當作重點檢查對象，并且還需要針對電力線路輸配平均值進行測量工作，應當利用實際的數據信息，針對所有地區電力使用量方面的差別進行分析，比如在面對個別區域電力使用量急速增長的情況下，能夠利用繼電保護開展監測工作。除此之外，智能變電站還能夠及時開展線路的切斷，以此防止由于電能漏失而引發的大規模災難，并且也可以確保所有供電系統獲取實際的保障，換一種說法，即在保護電網運行方面具有關鍵的意義。

2 10kV變電站對繼電保護裝置的要求

繼電保護裝置設備必須達成四項要求，第一項是靈敏性，第二項是選擇性，第三項是速動性，第四項是可靠性。這四項要求相互間具備密切的關聯，盡管矛盾也比較一致。首先，靈敏性就是當處于裝置、電路被保護的范圍內，出現金屬性短路現象的時候，保護設備需要具備一定的靈敏性，各種保護的最小靈敏系數，需要切實、具體的在相應體制中體現。此項要求，往往需要憑借繼電保護進行整定實現；其次，選擇性是首要通過故障裝置及電力線路自身的保護功能針對故障進行切斷，在故障裝置與電路自身的保護性能失效等不良問題產生的條件下，方可使用線路保護等裝置儀器進行故障的切除工作；再次，速動性就是保護設備需要及時針對短路故障進行切除，主要目的在于加強供電系統的穩定性，減輕故障設備儀器與輸配電線路的損傷，減少損傷范圍，改善智能重合閘與備份電池及備份儀器智能投入的實施成效等；最后，可靠性指的則是，應當確保裝置設備的規劃原理與組裝調控等方面準確，不存在錯誤，并且規定構成保護設備的所有元件具備較高的質量，線路運檢應當具備合理性，供電系統需要盡量簡易高效，以此使繼電保護的可靠性得以提升。可靠性實際上也是繼電保護裝置的基礎要求[2]。

3 10kV變電站繼電保護研究

3.1 定時限過流保護研究

所謂定時限過流保護，實際上就是繼電保護動作響應時間是始終固定的，而與短路電流的大小之間并不存在任何關聯，假如形成短路現象，響應時間有繼電器整定獲得，這一時間在一定的范圍之內整定是可以調整的。和反時限過流保護之間存在區別，定時限過流采取的是電磁式時間繼電器等儀器。構成的定時限過流保護通常都是采取直流操作模式，所以應當裝設直流屏。此項保護手段具備簡易性與安全性，基本上完全依據選擇設定的動作相應時間來取得保護。與其他的繼電保護模式進行比較，此類方法的上下級的選擇性配合同樣比較簡單，在明確時間以后，相應的靈敏性同樣可以符合標準，調試整定具備較高的便利性與精準性，在10kV變電站中實現了大范圍的使用。對于10kV智能變電站而言，假如電力線路只具備一套保護裝置，并且繼電器具備非常大的容量，使用時間繼電器的觸電可以直接接通跳閘回路，從而可以節省出口中間的繼電器。定時限過流保護方式，在10kV智能變電站中的實際應用，需要按照躲過被保護電路可能出現的最大負荷電流來考慮的。換一種說法，就是只有在被保護線路發生故障的時候才能夠被啟用，在最大負荷電流出現的時候不應出現響應動作。

3.2 電流斷路保護研究

現階段，繼電保護技術在供電系統內部的實施優勢，正在逐步展現出來，微機繼電保護的實施優點在于邏輯水平較強、自我監測性能較強、記憶水平較高、繁復的數字測算功能以及高質量的數字通信功能等，因此固有的電磁繼電器等設備統統不能與其匹敵。微機保護的應用優勢和以往的常規保護進行比較，其最主要的優勢在于利用了計算的兩大優勢，也就是計算機技術的高速運算能力以及完備的存貯記憶能力，并且采用MD模數變換、抗干措施、數字濾波等技術，這都大大勝過了常規保護模式。除此之外，微機繼電保護具備大量的應用特性，比如靈活性、便利性以及運行環節的簡易性等，不但能夠提升繼電保護的實施效果，還能夠有效完善動作的精準度，促使其他輔助性能獲取拓展，保證迅速提升安全性能。同時，其擁有明晰、完整的界面，能夠開展遠程監察勘測工作。其能夠滿足變配電站的各種保護要求，還能夠通過鍵盤與液晶顯示屏，開展現場觀察以及方便各種保護方式及參數的設定。與此同時，微計算機繼電器保護設備，與單一機械具有小而小的集成結構，多使用超輕的小結構的高科技精巧的設計，使整個機器極為緊湊且輕。而電流斷路保護，其本質屬于不受時間限制或是極少受到時間限制動作的一項繼電保護模式，此類保護模式可以利用較短的時間，快速切斷出現短路的線路，較大程度上縮短故障持續時間，避免故障影響范圍的擴大。電力斷路保護還能夠分成兩種類型，一種是瞬時電流斷路保護方式，另一種則是微受時限的電流斷路保護方式。

3.3 繼電保護的選擇

針對高壓檢測范圍處于6～10kV的變電所的主變壓器，通常情況下，需要配備過電流保護設備。如果過電流保護的動作時間超出0.5s，必須配備流量斷路保護設備。遵循相關規定要求，針對容量超過400kV的生產車間，其油浸變壓器與不低于800kV的油浸變壓器，必須配備煤氣繼電器。單臺并作為其他負荷或多臺并列運行的備用電源時且容量在400kV?A及以上的變壓器，這個時候則應當依據所在地的真實狀況，針對可能產生的過負荷設置過負護。如果過載保護與天然氣保護產生了部分故障，那么包含天然氣保護在內的所有保護在形成重大故障時，則統統被視為跳閘現象。遵循有關標準配備天然氣、電流保護與斷路保護。針對因為外部相間短路而形成的過電流，必須在電路下部的旁側配備保護裝置。第一，除了主電源側以外，每個側保護變壓器的內部故障備份保護只需要作為相鄰組件的保護；第二，任何類型的短路現象的總線的每個側的保護裝置必須具有足夠的靈敏度，并且變壓器的線路通常提供具有足夠的不對稱短路的電力線，直到返回過程。在相鄰線路上有大量氣體的情況下，通常在切斷的斷路器的各一側工作。最后，安裝到主電源側的雙線圈變壓器[3]。

4 10kV智能變電站繼電保護自動化分析

4.1 接線技術

對于10kV智能變電站繼電保護而言，接線作為主要的構成部分，是繼電保護智能實施的首要條件，因此應當實現科學性、標準性以及精確性。另外，只有確保繼電保護接線項目實現簡易性，才能夠持續提升智能變電站的運行水準，加強繼電保護自動化，這是由于接線環節的實施難度和電路損害步調一致，因此接線項目的簡易性越強，那么電路的損害程度便越小。在針對10kV智能變電站實施優化措施的時候，其繼電保護接線規劃需要符合相關實施標準，例如子線路標準等，實施過程中不可交叉接線原則，以此防止接線環節干擾智能變電站繼電保護自動化的發展。

4.2 監察技術

監察技術作為10kV智能變電站繼電保護自動化項目中的一項關鍵構成部分，同樣是其繼電保護的一種創新手段，主要目標是確保繼電保護獲取堅實的保障。而智能變電站繼電保護的實際工作狀況，便是監察技術的實施對象。憑借監察技術可以針對變電站裝置及元件的故障問題數據進行監察工作，基于繼電保護程序的順利運行，切實展現輔助性監察功能，假如繼電保護程序產生誤動等錯誤操作，那么監察技術便會發揮出糾正功能，不但將相關數據信息進行反饋，而且還可以把全部故障數據發送到電網調度中心，隨后調度中心以此自主指示變電站工作，進而保證10kV智能變電站在遵照標準的基礎上正常工作。

4.3 回路技術

回路技術被投入使用在10kV智能變電站繼電保護的回路工作中，屬于對傳統回路設計工作的優化與創新。要想切實提升智能變電站運行環節的轉化水準，就需要達成對智能變電站繼電保護回路項目的有效管控。為了全面保證繼電保護程序的精準度，應當在回路設計工作中體現科學性與標準性，較大程度上減少形成繼電保護誤動等不良現象。對于10kV智能變電站繼電保護的運作而言，圍繞一次回路與二次回路規劃工作進行管控是十分緊要的。回路處于運行過程中，應當保證滿足規范要求，進而深度發揮智能變電站的積極作用。與此同時，在繼電保護自動化回路的規劃設計環節，電子感應設備的科學布置不可或缺，其具有可以達成對隔離開關工作的指示目標，并且能夠針對智能變電站繼電保護的調試壓力進行強化，減輕變電站處于無人看守狀態下的調控難度。

5 結束語

綜上所述，電能源被大量使用在社會的生產生活模式中，供電系統則屬于中國資源構建的關鍵構成部分。而在供電系統中重要的構成因素便是變電站，其發揮著十分緊要的作用。然而以往在運用變電站的時候，往往面臨著繼電保護設備和外部通信較難等弊端，致使產生電力風險事故等，對此需要及時進行處理。10kV智能變電站作為優化供電系統工作成效的主要項目，能夠達成對變電站裝置及元件的全面繼電保護目標，還能夠加強智能變電站的實際運行，確保繼電保護高效，在有效實現居民們的用電需求的基礎上，進一步優化供電系統。