智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析

熊保金 薛曉東

(河南省機(jī)場集團(tuán)有限公司)

0 引言

伴隨這幾年我國電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，電力系統(tǒng)智能化的落實(shí)成為了主要發(fā)展趨勢，并且在社會(huì)中得到了人們的廣泛關(guān)注。為了確保智能變電站運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與可靠性，就有必須確保繼電保護(hù)改造的可靠性，有效創(chuàng)建智能電網(wǎng)，以此為現(xiàn)代化建設(shè)提供具有穩(wěn)定性與安全性的電能保障。

1 智能變電站的介紹

在我國電網(wǎng)中，包含了較多的組成部分，智能變電站屬于其中十分重要的成分，并且也是電力行業(yè)不斷發(fā)展的核心環(huán)節(jié)，在智能電網(wǎng)的全面建設(shè)中具有重要的作用。智能變電站的本質(zhì)含義就是基于變電處理工作，以具有時(shí)代特點(diǎn)的數(shù)字形式存在，主要是針對(duì)信息資源的分布、資源信息的傳輸和信息數(shù)據(jù)的處理。在開展具體工作時(shí)，智能變電站充分展現(xiàn)了數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的特點(diǎn)，并且在硬件設(shè)施中具有極為突出的高科技特點(diǎn)，在實(shí)踐中，無論是硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng)都表現(xiàn)出一定的標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，和傳統(tǒng)的變電站相比較，智能變電站具有更多的優(yōu)勢，而且在實(shí)際工作中，智能變電站能夠有效落實(shí)網(wǎng)絡(luò)化管理，使得變電站設(shè)計(jì)更加簡單，有效節(jié)約進(jìn)行變電站設(shè)計(jì)與監(jiān)理工作中的資金成本，與現(xiàn)代開發(fā)成本集約化的需求形成一致。

2 智能變電站繼電保護(hù)構(gòu)造

2.1 電子式互感器

電子式互感器屬于智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的重要內(nèi)容。對(duì)于以往的變電站來講，其使用的互感器通常選擇電磁結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)代社會(huì)下，信息與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得這些傳統(tǒng)的電磁式互感器在使用的時(shí)候通常會(huì)發(fā)生諸多問題，傳統(tǒng)電磁式互感器不能有效滿足智能變電站的持續(xù)發(fā)展需求，目前電子式互感器在社會(huì)上得到普遍應(yīng)用。電子式互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比較，在檢測故障方面擁有自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，并且具有良好的準(zhǔn)確性，能夠有效提高保護(hù)裝置的運(yùn)行速度，并且能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)安全進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)，利用電子式互感器光纜可以全面替代傳統(tǒng)電纜，由于其絕緣結(jié)構(gòu)簡單，能夠不斷推動(dòng)電纜企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2.2 合并單元

在通過一系列作業(yè)以后，電子式互感器會(huì)把自身收集的信息統(tǒng)一傳輸?shù)胶喜卧?，統(tǒng)一器使用科學(xué)合理的排列方式把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成特定的格式，并將其傳送至保護(hù)裝置中。在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，合并單元同樣屬于極為核心的部分，由于具有合并單元，可以有效規(guī)避互感器以及保護(hù)裝置之間復(fù)雜的問題，也可以構(gòu)建智能變電站的成本，確保數(shù)據(jù)可以在二次設(shè)備中實(shí)現(xiàn)共享。

2.3 交換機(jī)

假設(shè)繼電保護(hù)裝置是大樹的根部，則交換機(jī)就是大樹根部的根須，以此可以得出結(jié)論，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，交換機(jī)是極為重要的組成部分。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，我們可以利用變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的通信通道來實(shí)現(xiàn)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)幀交換，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的基礎(chǔ)目的。

2.4 智能終端

在電力系統(tǒng)中引進(jìn)智能終端，不但能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)斷路器中的電、磁、溫度、機(jī)械等具體情況進(jìn)行檢測，并且還能夠加強(qiáng)電力系統(tǒng)在開展故障預(yù)測中的性能。此外，對(duì)于保護(hù)裝置所發(fā)放的一些跳合閘指示，智能終端不能實(shí)現(xiàn)可以接收，其能夠在站控制層實(shí)時(shí)傳遞斷路器的信息。為此，有關(guān)部門在進(jìn)行系統(tǒng)故障檢測時(shí)，有必要進(jìn)入智能終端進(jìn)行使用，以此來提高工作效率。

3 智能變電站繼電保護(hù)的可靠性分析

3.1 保護(hù)變壓器

變電站在開展電力系統(tǒng)配電時(shí)，應(yīng)該對(duì)變壓器的電壓額度進(jìn)行限定，其主要是因電力部門應(yīng)該對(duì)電壓的范圍進(jìn)行維持，這樣才能確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)作。變電站在進(jìn)行配電時(shí)若發(fā)生電壓超載或不足的現(xiàn)象，將對(duì)電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。而變壓器的核心作用為調(diào)壓，這樣能夠?qū)︻~定電壓進(jìn)行良好的限定，為此，在智能變電站繼電保護(hù)中，應(yīng)該對(duì)變電器進(jìn)行良好保護(hù)。假如電壓器不能穩(wěn)定運(yùn)行，將會(huì)造成整個(gè)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)都不能展現(xiàn)自身功能，為此，應(yīng)持續(xù)增加智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部變壓器的安全。有關(guān)部門在進(jìn)行日常工中，進(jìn)行電力系統(tǒng)配電時(shí)，可采取分布式的方法對(duì)變壓器進(jìn)行配置，這樣能夠?qū)ψ儔浩飨到y(tǒng)的實(shí)際壓力進(jìn)行分散，來有效規(guī)避電力調(diào)節(jié)時(shí)因?yàn)閴毫^大形成的變壓器故障。在后期智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)配置中，為了能夠?qū)^電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行簡化，應(yīng)該使用和集中配置有效結(jié)合的方式來展示變壓器的能力，有效提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性。

3.2 限定保護(hù)過電流

過流電從根本含義來講即為電流過載，若出現(xiàn)這種情況，將會(huì)引發(fā)電流負(fù)荷太大、變電站外部短路等各種問題。對(duì)比正常的電力，負(fù)荷電流不但會(huì)形成變電站外部的電路問題，并且還會(huì)引起跳閘故障，對(duì)繼電保護(hù)的可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。為此，將額定電壓延時(shí)這一技術(shù)在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，不但可以對(duì)變電站線路終端的各個(gè)電力進(jìn)行具體測量，并且還能及時(shí)解決負(fù)荷電流過載這一嚴(yán)重的問題。假如在變電站發(fā)生了負(fù)荷電流過載的情況，繼電保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)開啟警報(bào)，然后智能終端根據(jù)過載電流的實(shí)際情況來下達(dá)保護(hù)的指示，這樣不但能夠有效解決負(fù)荷電流引起的一些不利影響，并且能夠強(qiáng)化智能變電站繼電保護(hù)的可靠性。

3.3 繼電保護(hù)的線路保護(hù)

為有效加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)可靠性與安全性，有關(guān)部門必須實(shí)施對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)線路的防護(hù)工作?，F(xiàn)如今，在智能變電站繼電保護(hù)中，選擇線路保護(hù)的方法一般為連差動(dòng)。但因?yàn)槔^電保護(hù)的線路本身就擁有對(duì)通道進(jìn)行連接的功能，為此，在開展線路保護(hù)的過程中，還可以對(duì)電力系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督和檢測，有效落實(shí)線路保護(hù)工作。

4 提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的策略

4.1 優(yōu)化變壓保護(hù)裝置配置

由于在電力系統(tǒng)中，通常針對(duì)額定電壓具備相應(yīng)難度規(guī)定，所以，為提高配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該對(duì)電壓額定限定要求進(jìn)行保護(hù)。在開展日常工作時(shí)，普遍采取變電壓系統(tǒng)來管控電壓。為此，想要有效落實(shí)對(duì)差動(dòng)繼電的保護(hù)，就必須采取分布式配置的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。此外，還可以利用安裝獨(dú)立保護(hù)裝置這一方法，來有效提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，促進(jìn)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展。

4.2 健全繼電保護(hù)系統(tǒng)

目前，相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)際狀況進(jìn)行充分了解，完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、移除冗余，并使用容錯(cuò)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生拒動(dòng)、錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)避，以此來確保完善設(shè)計(jì)任務(wù)不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作造成影響，從而不斷加強(qiáng)變電站繼電保護(hù)的可靠性。在開展冗余設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該對(duì)資金投資進(jìn)行合理計(jì)算，保證最大化地使用投資資金。

4.3 實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)裝置和二次檢查

一般情況下，結(jié)合線路的實(shí)際狀況，設(shè)定線路保護(hù)裝置。并使用集中式、后背式來對(duì)電力進(jìn)行有效保護(hù)，利用監(jiān)測通信對(duì)電壓間隔單元來進(jìn)行保護(hù)，并且應(yīng)該及時(shí)找出和處理線路故障。此外，想要實(shí)現(xiàn)二次檢查工作，需要建立健全的檢查小組，并確定檢查小組的工作責(zé)任，保證全體檢查人員擁有高素質(zhì)和職業(yè)技術(shù)能力，以此來良好落實(shí)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢查作業(yè)，如果找出問題，應(yīng)該及時(shí)處理，不斷提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

5 智能變電站繼電保護(hù)安裝設(shè)備

5.1 保護(hù)變壓器

基于智能變電站的角度來講，電壓過高與過低都會(huì)形成對(duì)配電質(zhì)量的不良影響。在電力系統(tǒng)中，利用變壓器來完成對(duì)電力的調(diào)壓配置是繼電保護(hù)的重要方式。因此，在繼電保護(hù)裝置的配置中，必須對(duì)變壓器保護(hù)的設(shè)備進(jìn)行合理思考，才能展現(xiàn)變壓器差動(dòng)的最佳作用。與此同時(shí)，利用集中式的方式，還能充分落實(shí)變壓器保護(hù)裝置的合理配置，此外，在電纜以及斷路器實(shí)現(xiàn)連接以后，能夠完成對(duì)非電量繼電保護(hù)。

5.2 用保護(hù)電壓限制過流

在智能變電站的操作系統(tǒng)中,外部電流帶來的不良影響會(huì)破壞電路,因此，容易造成局部電流太大的問題，以此來形成一個(gè)更大的過電流。在對(duì)總體電量不改變的情況下，難以及時(shí)找出發(fā)生的問題。但是，在出現(xiàn)外部故障時(shí)會(huì)發(fā)生跳閘，導(dǎo)致繼電系統(tǒng)保護(hù)可靠性不穩(wěn)定。在發(fā)生這一情況時(shí)，智能變電站的保護(hù)電壓能對(duì)所有線路的總功率與過電流進(jìn)行測量，從而在電流過大的時(shí)候，就會(huì)啟動(dòng)有關(guān)的保護(hù)裝置，并及時(shí)報(bào)警，以此來有效滿足繼電保護(hù)可靠性需求。

5.3 線路保護(hù)設(shè)備

這一設(shè)備的保護(hù)可采用縱向保護(hù)差動(dòng)來完成，通?？梢苑殖杉斜Ｗo(hù)和備份保護(hù)這兩種形式，這樣能夠及時(shí)處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的問題，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。利用有效的保護(hù)方式對(duì)線路實(shí)現(xiàn)保護(hù)，還能落實(shí)對(duì)電力系統(tǒng)各級(jí)電壓間隔單元的控制和保護(hù)。同時(shí)完成對(duì)電力系統(tǒng)工作的監(jiān)督和控制，找出系統(tǒng)中存在的問題，并有針對(duì)性地使用有效方式處理工作，保證電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語

總之，站在電力行業(yè)變電系統(tǒng)的角度來看，做好變電站的繼電保護(hù)工作是非常重要的。由于近年來人們對(duì)于電能的需求處于持續(xù)上升的狀態(tài)，因此，我國電力系統(tǒng)有必要不斷改革和創(chuàng)新現(xiàn)行的繼電保護(hù)技術(shù)，對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有效使用，并創(chuàng)建智能變電站，從而有效滿足人們?cè)谏a(chǎn)與生活中的用電需求。另外，電力行業(yè)在未來發(fā)展中，應(yīng)該正確看待繼電保護(hù)裝置在變電站工作中的地位，使其成為變電站工作的重要內(nèi)容，快速完成全站全智能的目標(biāo)。