智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析

張晗 潘正閂

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司 江蘇南京 210000）

智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析

張晗 潘正閂

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司 江蘇南京 210000）

繼電保護(hù)的可靠性對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要的影響，為了滿足社會生產(chǎn)和生活用電不斷增加的需求量，需要促進(jìn)智能變電站運(yùn)行效率的提升，通過科學(xué)的繼電保護(hù)裝置配置，增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，提高電能質(zhì)量促進(jìn)我國電力事業(yè)的健康發(fā)展。

智能變電站；繼電保護(hù)；可靠性

前言

繼電保護(hù)的可靠性是指發(fā)生故障或不工作時(shí)，繼電保護(hù)裝置不應(yīng)拒動，而在任何其他不應(yīng)動作的情況下，不應(yīng)誤動。繼電保護(hù)的可靠性是繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)，若保障不了可靠性，繼電保護(hù)裝置就會失效，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不工作時(shí)，也就不能及時(shí)做出相應(yīng)的動作。

1 智能變電站的優(yōu)勢

1.1 簡化智能化設(shè)備的二次接線

測控或保護(hù)裝置內(nèi)部不需要以往A/D的復(fù)雜回路，不但大大縮短安裝時(shí)間，而且可以提升設(shè)備的穩(wěn)定性。從A/D轉(zhuǎn)換單元到就地控制柜、間隔層測控/保護(hù)單元，直至站控層設(shè)備，全部采用光纖通信方式，減少了電纜的數(shù)目，提升了站內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?/p>

1.2 實(shí)現(xiàn)智能化的高級應(yīng)用

雖然目前的傳統(tǒng)變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動化操作模式，但是在調(diào)配電力的過程中比較被動，而智能變電站則在這方面有較大的改進(jìn)。智能變電站運(yùn)用全景模式進(jìn)行大批量的信息量采集，通過站內(nèi)的信息一體化平臺以及變電站自動化系統(tǒng)的高級應(yīng)用模塊，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的分析和判斷，實(shí)現(xiàn)智能告警等。智能化變電站更加強(qiáng)調(diào)通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息數(shù)字化以及資源共享，升級等更加容易。

2 智能變電站中繼電保護(hù)故障系統(tǒng)的現(xiàn)狀

想要實(shí)現(xiàn)新一代智能化變電站中的繼電保護(hù)故障系統(tǒng)，還需要對它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這樣在操作過程中就能夠根據(jù)它的實(shí)際結(jié)構(gòu)采取措施，從而提高繼電保護(hù)的使用效率。智能變電站的主要職能就是實(shí)現(xiàn)電能的處理，使變電場在工作中能夠合理的分配電能，快速的進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換和運(yùn)輸，同時(shí)還需要監(jiān)控電能使用的具體情況，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，以及運(yùn)用系統(tǒng)的監(jiān)控，實(shí)時(shí)關(guān)注變電站的運(yùn)行狀況，保證順利完成變電系統(tǒng)中數(shù)據(jù)收集的工作。

智能化變電站系統(tǒng)的運(yùn)行過程中有很多優(yōu)點(diǎn)，最終能夠使變電站根據(jù)系統(tǒng)的識別觀察運(yùn)行中出現(xiàn)的各種情況，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)問題及時(shí)向相關(guān)的工作人員進(jìn)行反饋，使工作人員能夠及時(shí)控制住系統(tǒng)中的問題，避免波及到其他設(shè)備。這樣能夠減少電力系統(tǒng)中的損失。也能夠?yàn)榫S人員爭取時(shí)間，同時(shí)延長設(shè)備的使用壽命。

3 提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的措施

3.1 報(bào)警裝置智能化

分析職能變電站中繼電保護(hù)系統(tǒng)中的特點(diǎn)，在了解整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之后，建立完整的信息數(shù)據(jù)庫，并且收集管理到完整的信息，幫助管理人員做出合適的決定，區(qū)分系統(tǒng)中的報(bào)警數(shù)據(jù)，使變電系統(tǒng)中的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)事故的處理，這樣做能夠提高系統(tǒng)保護(hù)的效率，減少重大事故發(fā)生的幾率。這也是變電系統(tǒng)中報(bào)警裝置智能化的優(yōu)勢。

3.2 實(shí)現(xiàn)集中控制

變電站實(shí)現(xiàn)自動化，可以集中控制變電站中所有的設(shè)備，并且詳細(xì)了解所有設(shè)備運(yùn)行中的順序，按照具體的流程處理，還能夠及時(shí)檢查工作的步驟，一旦出現(xiàn)問題作出反饋，通知工作人員進(jìn)行檢查，從而減少對下一個(gè)工作流程的影響。還可以采用一鍵式控制原理，提高企業(yè)的管理效率，減少人員的使用率，實(shí)現(xiàn)一人值班，一鍵控制的模式。控制部門根據(jù)系統(tǒng)的指令按照指示燈的提示操作，但是在這過程中需要保證指令的準(zhǔn)確性，相關(guān)部門才能合理有序的展開工作。

3.3 合理控制電力負(fù)荷

變電站中繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行的過程中，實(shí)現(xiàn)智能負(fù)荷的控制，運(yùn)行時(shí)可以采用系統(tǒng)檢測設(shè)備的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，及時(shí)根據(jù)詳細(xì)的信息制定合理的解決方案，并且調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對于變電站的控制和管理，系統(tǒng)在處理變電站超負(fù)荷問題時(shí)，能夠有效降低設(shè)備出現(xiàn)故障的次數(shù)，保證整個(gè)變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 變壓器的保護(hù)配置

智能變電站中對電壓的額度具有一定的規(guī)定，如果電壓過高或者過低都會對配電質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。而變壓器是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)的有效配置，也是變電站繼電保護(hù)的重要裝置，所以在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置配置時(shí)，要著重考慮變壓器的保護(hù)配置方法，確保變壓器的差動功能可以得到有效發(fā)揮同時(shí)，采用集中式的手段對變壓器進(jìn)行后備保護(hù)裝置的配置，利用電纜直接連接斷路器的方式所實(shí)現(xiàn)非電量的機(jī)電保護(hù)。

3.5 利用保護(hù)電壓實(shí)現(xiàn)過流電的限定

智能變電站系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，如果受到外部電流等因素的影響就會出現(xiàn)斷路的現(xiàn)象，因此容易造成局部電流負(fù)荷過大，產(chǎn)生較大的過流電，在總體電量方面不會發(fā)生明顯變化，所以很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。但是，如果遇到外部故障時(shí)就會發(fā)生跳閘現(xiàn)象，影響機(jī)電系統(tǒng)保護(hù)的可靠性，針對這一問題，應(yīng)當(dāng)利用保護(hù)電壓的方式對智能變電站中各個(gè)線路的總電量和過電流進(jìn)行必要的測量，在形成較大過電流時(shí)啟動相應(yīng)的保護(hù)裝置，并且及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，增強(qiáng)繼電保護(hù)的可靠性。

3.6 做好智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)試

3.6.1 通道調(diào)試

繼電保護(hù)設(shè)備通道調(diào)試內(nèi)容：設(shè)備內(nèi)部路徑的全方位檢查和維修；處理和預(yù)防異常報(bào)警；對光纖的處理，如清潔處理、接口接地處理，主要是為了保障通信和獨(dú)立于其他地網(wǎng)。通道調(diào)試的前提條件是調(diào)試信號的實(shí)時(shí)性和識別碼的同步性。通常只有在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)未發(fā)生信息傳遞異常的通道才是正常工作狀態(tài)。

3.6.2 保護(hù)設(shè)備調(diào)試

保護(hù)裝置調(diào)試工序：對設(shè)備插件的完備性和職能性進(jìn)行檢測；對連接穩(wěn)固性的檢查；進(jìn)行設(shè)備回路完整以及電源直、交流的切斷后正常操作檢測；模擬實(shí)驗(yàn)；對保護(hù)定值進(jìn)行檢測、報(bào)告以及調(diào)整，該過程主要是對距離、縱聯(lián)差動、零序定時(shí)限和反時(shí)限等保護(hù)定值進(jìn)行檢測和調(diào)整，校準(zhǔn)完成后進(jìn)行二次設(shè)置，保障通道符合正常工作的需求。

3.6.3 GOOSE調(diào)試

GOOSE的應(yīng)用可以給系統(tǒng)提供更高的快速、及時(shí)響應(yīng)能力。在具體的調(diào)試過程中，要認(rèn)真對待報(bào)文統(tǒng)計(jì)和通訊信息的配置和整理工作；對調(diào)試過程中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)斷鏈、網(wǎng)絡(luò)警告以及配置不合理等問題要進(jìn)行全面詳細(xì)的區(qū)別定義；提前準(zhǔn)備好足夠的調(diào)試設(shè)備并進(jìn)行清零工作；對GOOSE連線方式進(jìn)行細(xì)致的調(diào)試。在事件處理的過程中，提前對目標(biāo)信號完成添加工作，保證內(nèi)外信號連接的有效性，嚴(yán)格監(jiān)控相關(guān)信號的添加工作，確保信息傳輸?shù)膶?shí)效性和可靠性。

3.6.4 繼電保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試工作

如果采用直接從裝置端口進(jìn)行測試的方法，需要將繼電保護(hù)裝置的接口光纖抽下來然后再接上，這種測試方法可以得到可靠的安全隔離數(shù)據(jù)；若采用交換機(jī)端口進(jìn)行測試，就不用將光纖斷開和接上，但需要對其他裝置進(jìn)行功能性的投退操作，還要涉及交換機(jī)配置的更改。相比之下，前者的操作相對簡便，而且獲取的測試數(shù)據(jù)也更符合實(shí)際的需求。

4 結(jié)語

在實(shí)際運(yùn)行中，影響繼電保護(hù)可靠性的因素較多，既有產(chǎn)品質(zhì)量上，也有工作環(huán)境、人為操作和軟件等方面。這些因素的存在，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的拒動率、誤動率和缺陷率較高，嚴(yán)重降低了繼電保護(hù)的可靠性，造成是繼電保護(hù)裝置失效。為了切實(shí)提高繼電保護(hù)的可靠性，就要采用科學(xué)的方法來分析與評估繼電保護(hù)的可靠性，避免繼電保護(hù)裝置失效。

[1]閻忠富.關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)的可靠性探索[J].科技視界，2015（16）.

[2]計(jì)海明，梁晨.智能變電站繼電保護(hù)可靠性研究[J].中國科技信息，2015（5）.

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2016-1-20