220kV變電站繼電保護(hù)改造中存在的問(wèn)題及解決措施

王超

摘要：在社會(huì)高速發(fā)展的背景下，電網(wǎng)建設(shè)工作在持續(xù)進(jìn)行，電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到極大的優(yōu)化。在此背景下220kV變電站繼電保護(hù)得到行業(yè)人員的重視，其實(shí)我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中較為重要的一環(huán)，一旦在運(yùn)行階段出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)直接影響到供電效果，還可能出現(xiàn)大面積停電事故，影響民眾生活和工作。因此，需要加強(qiáng)對(duì)220kV變電站繼電保護(hù)工作的關(guān)注度，本文收集大量資源，整理影響220kV變電站的因素并提出優(yōu)化管理措施。

關(guān)鍵詞：220kV變電站;繼電保護(hù);改造工作;管控措施

在國(guó)家大力推進(jìn)基礎(chǔ)建設(shè)的過(guò)程中，基礎(chǔ)設(shè)施得到極大的完善，考慮到當(dāng)下人們對(duì)電能的迫切需求，需要加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的關(guān)注度，還應(yīng)該選擇科學(xué)的方式進(jìn)行控制。我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)工作在最近幾年高效推進(jìn)，現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)得到完善，關(guān)于220kV變電站繼電保護(hù)改造也在持續(xù)跟進(jìn)，對(duì)大眾可靠、安全的用電有巨大意義。

一、繼電保護(hù)現(xiàn)狀

在我國(guó)科技水平不斷提高的今天，電器設(shè)備的應(yīng)用量不斷增加，該變化也增加變電站工作負(fù)荷。變電站中的繼電保護(hù)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，將電力系統(tǒng)保護(hù)、檢測(cè)、通信等功能集結(jié)起來(lái)，讓繼電保護(hù)系統(tǒng)可以控制每一操作單元，共享系統(tǒng)運(yùn)行階段監(jiān)測(cè)到的信息，提高繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，能否實(shí)現(xiàn)有效的控制，關(guān)鍵點(diǎn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操控能力，應(yīng)該加強(qiáng)信息化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)度，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[1]。

在人工智能技術(shù)高速發(fā)展的過(guò)程中，變電站將其應(yīng)用到管理工作中，提高電力系統(tǒng)管理工作的智能程度。圍繞電力系統(tǒng)運(yùn)行控制需求，建立科學(xué)的控制體系，提高變電站在信息處理方面的能力，進(jìn)行針對(duì)性控制，強(qiáng)化變電站繼電保護(hù)能力。

二、220kV及以上變電站影響因素

（一）接地故障

變電站內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行時(shí)間會(huì)出現(xiàn)較大的電流，在設(shè)備運(yùn)行期間外界的干擾因素眾多，會(huì)對(duì)變電站內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行線路形成巨大沖擊，難以讓電路處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，一般需要對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行接地操作，從而提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障變電設(shè)備安全運(yùn)行。考慮到變電站設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生大量電流的情況，一般會(huì)進(jìn)行接地處理。但是此種做法仍然難以良好的解決變電站設(shè)備接地故障，設(shè)備接地仍然會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，電流會(huì)從變電站中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)，隨后會(huì)在接地網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)過(guò)一系列流程后，最終回到故障點(diǎn)，此時(shí)便會(huì)形成較大的電勢(shì)差，對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成不小的影響，還會(huì)降低設(shè)備的工作效率[2]。

（二）電感耦合

在變電站運(yùn)行期間隔離開(kāi)關(guān)會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)形成干擾，部分隔離開(kāi)關(guān)在應(yīng)用階段電流從高壓線主線經(jīng)過(guò)，在線纜周圍形成較大的磁場(chǎng)。電纜周圍磁通密度較高，會(huì)對(duì)二次設(shè)備回路形成干擾，導(dǎo)致設(shè)備在高電壓的影響下無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）過(guò)渡電阻

220kV變電站在運(yùn)行期間會(huì)可能發(fā)生接地故障，因過(guò)度電阻無(wú)法使內(nèi)部設(shè)備處于穩(wěn)定的狀態(tài)、過(guò)渡電阻是指介質(zhì)經(jīng)過(guò)的線路出現(xiàn)放電現(xiàn)象，此時(shí)電壓受到過(guò)度電阻暫態(tài)分量、諧波電流的影響出現(xiàn)小幅度波動(dòng)，其不會(huì)使變電設(shè)備出現(xiàn)故障，但是會(huì)嚴(yán)重影響到氣電保護(hù)。在保護(hù)動(dòng)作實(shí)施期間，阻抗值有極大的影響，但是仍然可能因距離保護(hù)超越動(dòng)作情況的出現(xiàn)，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀況。差動(dòng)保護(hù)會(huì)出現(xiàn)較大的制動(dòng)電流。一般高阻故障可以使用連續(xù)電流處理，應(yīng)用改種方法實(shí)現(xiàn)零序保護(hù)，利用連續(xù)零序差動(dòng)延時(shí)特點(diǎn)，預(yù)防高阻接地故障。如果發(fā)生高阻接地故障，在線路中會(huì)出現(xiàn)電壓跌落值過(guò)少的情況，在此種情況下會(huì)產(chǎn)生較大的連續(xù)電流。

（四）雷電

外界環(huán)境因素會(huì)對(duì)變電站運(yùn)行形成一定的影響，220kV變電站可能在運(yùn)行機(jī)件受到雷電的干擾無(wú)法正常運(yùn)行。變電站內(nèi)部擁有眾多設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行階段產(chǎn)生較強(qiáng)的電荷，在雷雨季節(jié)此類電荷便會(huì)增加變電站運(yùn)行的危險(xiǎn)程度，容易引發(fā)雷擊事故。變電站自身變帶有一定電荷，容易招惹雷電中的電荷，在雷電電荷的影響下導(dǎo)致順著高頻流出現(xiàn)或?qū)﹄娫雌帘螌釉斐勺畲鬀_擊。相應(yīng)干擾電壓在電纜中無(wú)序流動(dòng)，導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備無(wú)法可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。如果電路與設(shè)備受到電流的影響較為嚴(yán)重，還會(huì)損壞繼電保護(hù)設(shè)備，降低電路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)下應(yīng)該采取科學(xué)的手段，將外界環(huán)境因素對(duì)變電站運(yùn)行形成的干擾控制在最低水平。

三、220kV變電站繼電保護(hù)屏蔽干擾的方法

（一）過(guò)流電限制設(shè)施

如果出現(xiàn)超負(fù)荷或外部短路的情況，可能與變電設(shè)備在運(yùn)行階段出現(xiàn)電流過(guò)載問(wèn)題有關(guān)。在電流過(guò)載的影響下，導(dǎo)致智能變電站設(shè)備無(wú)法處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，在外部出現(xiàn)故障容易發(fā)生跳閘的情況，超負(fù)荷電流與其他電流存在一定的電流差。為解決電流問(wèn)題，需要采用過(guò)流電線的方式，由此精準(zhǔn)的測(cè)量過(guò)流電電流值。如果出現(xiàn)超負(fù)荷電流情況，向智能終端快速發(fā)出警報(bào)并開(kāi)展智能保護(hù)動(dòng)作，在智能保護(hù)系統(tǒng)作用下，及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)程序，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行造成不良的影響[3]。

（二）變壓器保護(hù)設(shè)施

將監(jiān)視和通信兩者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，在該模式下監(jiān)視保護(hù)變電器的運(yùn)行情況，結(jié)合各類電器設(shè)備，進(jìn)行全過(guò)程控制。智能化開(kāi)關(guān)是電器單元的重要構(gòu)成元素，在變電器保護(hù)殼中存在大量的保護(hù)流程，有20多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)流程。按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行控制，迷你設(shè)施電流電壓的運(yùn)行情況，對(duì)開(kāi)關(guān)量也有一定的保護(hù)和支持作用。保護(hù)變壓器時(shí)，應(yīng)該圍繞變壓器保護(hù)需要將保護(hù)層調(diào)整為分布式模式，在該模式下金小姑娘差動(dòng)保護(hù)工作，還可以使用后備保護(hù)和集中安裝等方法，提高變壓器保護(hù)設(shè)施的應(yīng)用水平，達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)的目的。

（三）繼電保護(hù)系統(tǒng)

在220kV變電站繼電保護(hù)方面，應(yīng)該提高繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還需要調(diào)整系統(tǒng)保護(hù)方式，將繼電保護(hù)系統(tǒng)哈智能化變電站體系有機(jī)的結(jié)合在儀器，利用縱聯(lián)差動(dòng)模式保護(hù)線路，對(duì)電壓間隔單元進(jìn)行控制和保護(hù)動(dòng)作，裝置模式的應(yīng)用，選擇后備式和集中式相結(jié)合的方法，由此可以檢查電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，達(dá)到保護(hù)繼電系統(tǒng)的目的。選擇科學(xué)的防護(hù)手段，在繼電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行合理的控制，提高系統(tǒng)運(yùn)行的有效性、穩(wěn)定性。變電站繼電保護(hù)工作尤為重要，選擇智能化手段進(jìn)行全過(guò)程控制，可以及時(shí)掌握繼電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常狀態(tài)并進(jìn)行控制。

（四）調(diào)整繼電保護(hù)設(shè)備的電位面

分析220kV變電站內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行情況，加強(qiáng)對(duì)變電站內(nèi)部設(shè)備的控制能力，在當(dāng)下使用計(jì)算機(jī)利用監(jiān)控設(shè)備傳回的數(shù)據(jù)，監(jiān)控變電站內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行情況，遠(yuǎn)程控制變電站設(shè)備。使用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，便于工作人員管理變電站設(shè)備。變電站內(nèi)部的繼電保護(hù)涉筆和電氣設(shè)備數(shù)量眾多，選擇計(jì)算機(jī)集中控制相關(guān)設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面控制，在相關(guān)方式下掌握變電站內(nèi)部電氣設(shè)備和繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況。調(diào)整變電站內(nèi)部電氣設(shè)備和繼電保護(hù)裝置的電位面，對(duì)設(shè)備進(jìn)行精細(xì)化控制，因?yàn)閮烧叩碾娢幻嫦嗤?，便于管理人員控制設(shè)備。在管理過(guò)程中還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的故障，結(jié)合掌握的問(wèn)題進(jìn)行控制。然而，結(jié)合以往案例，變電站電氣設(shè)備和繼電保護(hù)裝置，任何一方出現(xiàn)故障均會(huì)對(duì)另一方面造成影響，如果問(wèn)題得不到及時(shí)的解決，故障帶來(lái)的影響會(huì)不斷擴(kuò)張。在問(wèn)題發(fā)展到一定程度后，會(huì)對(duì)變電站內(nèi)其他設(shè)備形成不良的影響，降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。為提高繼電保護(hù)裝置的工作能力，需要分析220kV變電站設(shè)備運(yùn)行情況，還應(yīng)該積極推進(jìn)抗干擾和繼電保護(hù)工作。

在繼電保護(hù)控制方面應(yīng)該調(diào)整繼電保護(hù)的電位面，同時(shí)將其作為控制電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的保障。研究220kV變電站中繼電保護(hù)和其他設(shè)備的電位差，并進(jìn)行科學(xué)的控制，使其處于合理的區(qū)間。在設(shè)備故障控制方面，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備故障的控制力度，還應(yīng)該追蹤繼設(shè)備的運(yùn)行情況，采用科學(xué)的維護(hù)方式進(jìn)行控制。

（五）控制變電站接地電阻

220kV變電站在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該研究電力設(shè)備的運(yùn)行情況，為使電力設(shè)備一直處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀況，應(yīng)該關(guān)注接地保護(hù)工作。在變電站運(yùn)行過(guò)程中，還需要分析接地電阻的應(yīng)用情況，其也會(huì)對(duì)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備形成一定的影響。為了降低外部環(huán)境因素對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行形成的干擾，提高變電站雷電因素防控能力，姨娘合理的使用避雷器和互感器。按照防護(hù)需要確定相關(guān)設(shè)備的引用數(shù)量，在變電站運(yùn)行期間，應(yīng)該完成電流效應(yīng)的規(guī)避動(dòng)作，需要適當(dāng)?shù)慕档徒拥仉娮?，將其限制在合理范圍?nèi)。在變電站運(yùn)行過(guò)程中，為了更好的規(guī)避設(shè)備故障，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的防控監(jiān)管能力，防止設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障。選擇科學(xué)的方式，降低變電站接地電阻，強(qiáng)化變電站內(nèi)部設(shè)備在抗干擾能力，為設(shè)備運(yùn)行營(yíng)造安全的環(huán)境，讓變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)：

在變電站繼電保護(hù)方面，選擇過(guò)流電限制設(shè)施、變壓器保護(hù)設(shè)施、繼電保護(hù)系統(tǒng)、調(diào)整繼電保護(hù)設(shè)備的電位面、控制變電站接地電阻等方式，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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