淺析小水電電壓頻率保護(hù)的應(yīng)用

摘 要：文章分析了小水電電壓頻率保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，并以實(shí)例分析了線路電壓頻率保護(hù)在小水電中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：小水電；線路電壓頻率保護(hù)；應(yīng)用；優(yōu)點(diǎn)

1 前言

隨著電力工業(yè)發(fā)展以及用戶對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，人們對(duì)供電穩(wěn)定性、安全性提出了更高的要求。電壓和頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要狀態(tài)量，其不僅是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時(shí)也是電力系統(tǒng)安全的重要指標(biāo)。因此，高性能新型電壓頻率保護(hù)裝置的研究和應(yīng)用已成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。

2 小水電站電壓頻率保護(hù)裝置功能和優(yōu)點(diǎn)

文章以MIVⅡ線路電壓頻率保護(hù)裝置為例，該線路電壓頻率保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：其一，降低故障檢修與維護(hù)的成本，并且具有事故記錄、事故模擬分析、數(shù)字錄波等功能，事故記錄的事件可以定義為大范圍狀態(tài)改變的出現(xiàn)，例如自檢、報(bào)警、接點(diǎn)操作、跳閘、動(dòng)作等狀態(tài)，該線路電壓頻率保護(hù)裝置可以儲(chǔ)存最近24個(gè)故障的發(fā)生事件，時(shí)間標(biāo)記為毫秒，事件記錄是確定事故發(fā)生順序的重要信息，對(duì)于診斷電器的運(yùn)行狀態(tài)以及判斷事故原因具有至關(guān)重要的作用；其二，設(shè)計(jì)的靈活性，使用簡(jiǎn)便的可編程邏輯，信息方位通訊可配置LEDS、數(shù)字I/O、曲線、邏輯以及用于現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)的閃存存儲(chǔ)器，包括兩個(gè)定值設(shè)置組，就地操作保護(hù)，能夠自動(dòng)顯示故障歷史信息以及最新故障信息；其三，提供電壓、頻率以及電壓頻率三種保護(hù)方案，通過(guò)前面板鍵盤(pán)或者通訊連接的訪問(wèn)，兼容Enervista軟件、隔離RS232端口，能夠用于任何電壓等級(jí)的自動(dòng)切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)母線、線路、發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)的電壓、頻率或者電壓頻率保護(hù)；三相過(guò)電壓、欠電壓、接地過(guò)電壓保護(hù)、電壓不平衡、過(guò)頻率、欠頻率保護(hù)，其中頻率保護(hù)功能根據(jù)型號(hào)的不同，提供2個(gè)-4個(gè)獨(dú)立的定時(shí)限頻率元件，并且通過(guò)一個(gè)單獨(dú)可調(diào)的欠電壓元件進(jìn)行監(jiān)視；其四，提供以下可供選擇的配置，斷路器控制可以配置6個(gè)I/O輸出，其中兩個(gè)為跳閘與報(bào)警輸出，4個(gè)為可配置的輸出；4個(gè)獨(dú)立的延時(shí)相欠/過(guò)電壓元件，其中2個(gè)為獨(dú)立固定延時(shí)的接地過(guò)電壓元件；4個(gè)頻率保護(hù)元件；其五，監(jiān)視與測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)24個(gè)事故記錄、模擬以及數(shù)字錄波，每周進(jìn)行8次采樣，總共能夠記錄24個(gè)周波頻率以及每相電壓，通過(guò)顯示頻幕能夠監(jiān)視和查詢最近5次跳閘信息；其六，用戶端有6個(gè)LED指示燈，其中4個(gè)LED指示燈的功能與顏色是可以配置的，當(dāng)LED指示燈為綠色，表示準(zhǔn)備就緒，表示指示保護(hù)元件的狀態(tài)，當(dāng)LED指示燈處于亮狀態(tài)時(shí)，繼電器被激勵(lì)并準(zhǔn)備執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，當(dāng)跳閘指示的LED為紅色時(shí)，則表明故障發(fā)生；其七，前面板的RS232與后面的RS485端口采用ModBus規(guī)約，速度能夠達(dá)到19200bps；其八，為了防止斷路器處于分閘并且電壓互感器位于線路側(cè)時(shí)出現(xiàn)永久性欠壓跳閘，需要為斷路器處于分閘位置時(shí)設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的整定值，該整定值能夠?qū)崿F(xiàn)欠電壓保護(hù)元件的取消和啟動(dòng)，根據(jù)型號(hào)的不同，繼電器的保護(hù)動(dòng)作電壓范圍設(shè)置為2V-60V或者10V-250V，延時(shí)范圍控制在0s-600s之間。由此可見(jiàn)，MIVⅡ是一種先進(jìn)的數(shù)字式線路電壓頻率保護(hù)裝置，被廣泛的推廣應(yīng)用 。

3 小水電線路電壓頻率保護(hù)的實(shí)例分析

3.1 事故分析

文章以筆者所在地的10kV線路為例，由于該地小水電資源發(fā)達(dá)，但大部分為徑流式開(kāi)發(fā)，由于單機(jī)容量?。ā?00KW），且開(kāi)發(fā)時(shí)間較早，未架設(shè)10kV專線到變電站，采用發(fā)電機(jī)出口電壓經(jīng)升壓變后直接與10kV供電線路聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，豐水季節(jié)小水電滿發(fā)，小水電除可滿足此線路用戶用電負(fù)荷外，還向變電站倒送電，且造成線路后端電壓超過(guò)額定值10%-20%運(yùn)行；枯水季節(jié)又由變電站向用戶供電。2011年6月，該供電線路發(fā)生故障跳閘，跳閘后供電所接到大量用戶電話，反映家里的電氣設(shè)備損壞，供電所指派技術(shù)人員到居民家中檢查，發(fā)現(xiàn)燒壞的電氣設(shè)備多為音響、電視機(jī)、冰箱等，且電器損壞分布在此供電線路上的大部分配變臺(tái)區(qū)。

3.2 事故原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，線路發(fā)生故障跳閘時(shí)，該線路向變電站倒送電，且倒送負(fù)荷不多，造成該線路聯(lián)網(wǎng)小水電站出口開(kāi)關(guān)沒(méi)有發(fā)生跳閘，發(fā)電機(jī)依然處于運(yùn)行狀態(tài)，但是機(jī)組出現(xiàn)電壓升高現(xiàn)象，導(dǎo)致線路電壓過(guò)高，燒壞用戶的電氣設(shè)備，導(dǎo)致故障的發(fā)生。該小水電站的機(jī)組保護(hù)按照最簡(jiǎn)單的保護(hù)原則進(jìn)行配置，即僅采用了電壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)，并沒(méi)有事故預(yù)警信號(hào)，再加上運(yùn)行人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)事故的應(yīng)急處理不及時(shí)，導(dǎo)致機(jī)組未立即停機(jī)，最終導(dǎo)致用戶端電壓過(guò)高而燒壞電器設(shè)備。

3.3 事故處理

該小水電站并網(wǎng)的10kV線路為了防止再次出現(xiàn)上述事故，原有的過(guò)壓保護(hù)裝置不能夠滿足實(shí)際需求，因此決定采用MIVⅡ線路電壓頻率保護(hù)裝置，該種線路電壓頻率保護(hù)裝置具有提供電壓、頻率以及電壓頻率保護(hù)等多種保護(hù)模式，并有事故指示燈提醒、事故檢測(cè)與查詢等功能，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的測(cè)試，正常電網(wǎng)運(yùn)行頻率偏差都在0.1HZ以內(nèi)，小水電站直接聯(lián)網(wǎng)供電線路故障跳閘后，小水電站頻率瞬間偏差在2-5HZ左右，而頻率繼電器整定值為0.2HZ，因此保護(hù)靈敏性和可靠性非常高，又能夠滿足小水電站投資少、安裝調(diào)試方便、運(yùn)行可靠等要求，隨后在全縣所有的小水電站都安裝了該種電壓頻率保護(hù)裝置，運(yùn)行三年以來(lái)未再發(fā)生此類過(guò)壓事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，線路電壓頻率保護(hù)裝置具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)將線路電壓頻率保護(hù)裝置應(yīng)用在小水電站中，當(dāng)電壓、頻率超過(guò)整定值后，保護(hù)能夠及時(shí)可靠動(dòng)作并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，對(duì)于保證小水電站安全以及供電可靠性具有非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林旭義，黃偉君.含小水電的10kV線路電壓質(zhì)量改善新途徑[J].浙江電力，2010（02）：125-126.

作者簡(jiǎn)介：池東亮（1970—），福建長(zhǎng)汀人， 本科，助理工程師，研究方向：安全生產(chǎn)管理。