電站10kV系統(tǒng)電壓回路異常處理方法探討

劉智琦 韓堯 馬榕谷

摘要：在整個電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置是核心，其主要作用就是進行自動的系統(tǒng)電壓、電流等信息的處理。而變壓器則負責了與負荷連接。但是由于長期處在高功耗狀態(tài)下。所以對于電網(wǎng)運行時高壓繞組以及低壓線路而言都需要安裝避雷器來對它們實施有效地限制和保護措施以防止損壞設(shè)備及人員安全事故發(fā)生從而保證整個電力系統(tǒng)能夠正常供電是10kV變電站極為重要的工作之一。

關(guān)鍵詞：10kV;電壓;回路異常

一、引言

電壓回路作為電力系統(tǒng)中的一個重要組成成分，其對整個電網(wǎng)運行，供電質(zhì)量，以及企業(yè)經(jīng)濟效益都有著極大影響。因此必須加強高壓電源線路設(shè)計及用電安全管理。20世紀以來我國已進行了直流電網(wǎng)改造等方面工作;但由于技術(shù)不成熟、設(shè)備差錯和操作不當而造成短路故障占比較高比例電網(wǎng)損失嚴重問題仍未得到根本解決甚至還有可能進一步惡化的趨勢發(fā)展著，對供配系統(tǒng)帶來不可挽回的巨大經(jīng)濟損失與社會影響。

二、電站10kV系統(tǒng)故障的分布與系統(tǒng)狀態(tài)

在電網(wǎng)運行的過程中，主要是由三個方面產(chǎn)生作用：第一，電力系統(tǒng)本身存在故障。由于電能生產(chǎn)和分配都具有不確定性、復(fù)雜性等特點。因此對整個電網(wǎng)造成的影響也非常大;第二，輸電線路會受到雷擊或其他自然災(zāi)害等自然因素破壞而引起損壞或者中斷供電情況發(fā)生時;第三點就是用戶自身負荷所帶來負載需求量過大導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)問題而無法檢修時等等一些人為活動中產(chǎn)生的故障。

當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，會產(chǎn)生不同程度的危害，可能造成整個電網(wǎng)對其他電氣設(shè)備等正常工作帶來影響。在運行過程中應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行操作。若出現(xiàn)上述情況則需分析原因采取相應(yīng)處理措施;如果運行經(jīng)驗表明該變電所在實際接線當中存在著變壓器、發(fā)電機和互感器等過載以及斷相損壞問題需要及時檢修并做好記錄以便于工作人員能夠迅速做出判斷，以避免電網(wǎng)對其他電氣設(shè)備造成干擾，造成不必要的短路事故發(fā)生。

三、10kV系統(tǒng)電壓回路異常處理方法分析

在對10kV系統(tǒng)電壓回路進行異常處理時，會出現(xiàn)不同的情況，比如：當變壓器發(fā)生單相接地故障時就有可能是斷開元件、接線裝置及其他設(shè)備。但一般都只是局部放電或者部分放空等。而當發(fā)生不正常運行狀態(tài)下所產(chǎn)生電流和電壓突變才成為主要原因;其次就是由于負荷較小導(dǎo)致二次側(cè)電源啟動后無法在短時間內(nèi)排出電力回路中出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，這也會造成系統(tǒng)電壓異常波動使變壓器處于過負載或低電阻情況。在對電網(wǎng)的運行方式和故障情況進行分析后，電力系統(tǒng)中的各電氣元件，如變壓器、互感器等必須要有正確可靠度。然而由于各種因素引起電網(wǎng)供電不正常，其可靠性受到嚴重影響。為準確評估對用電設(shè)備及其所在發(fā)電廠供電是否產(chǎn)生威脅及危害程度;為了簡化計算過程以及確定故障類型與范圍;需要根據(jù)具體條件選擇合適的方法或方案來進行處理和檢驗系統(tǒng)運行方式下所表現(xiàn)出的電氣特性曲線、高低壓斷路器分閘后短時電流值等。10kV系統(tǒng)電壓回路的正常運行，需要對其接入點進行采樣，并根據(jù)采集到數(shù)據(jù)分析異常情況。在常規(guī)處理方法中主要是通過以下幾種方式來實現(xiàn)：采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法將電網(wǎng)電壓信號從模擬量轉(zhuǎn)換為非線性映射回輸出值;利用故障隔離技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)以及電力電子裝置等相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)自動檢測與隔離功能;對現(xiàn)場的用電信息進行實時記錄。

運行電壓實驗，對系統(tǒng)進行仿真操作，通過程序控制曲線的變化來判斷電壓回路是否處于異常狀態(tài)。在實際情況中：當電網(wǎng)發(fā)生三相短路時均不可能有單相信號出現(xiàn);同一個直流母線中有兩臺變壓器組絕緣保護接地故障等正?，F(xiàn)象也是時有出現(xiàn)的;而只有當三相相位重合度超過20°且沒有二次側(cè)分別隔離開關(guān)或未斷開連接無故障兩電源電壓，系統(tǒng)才會恢復(fù)正常運行。

四、基于IEC61850的電壓回路異常處理方法

針對電網(wǎng)電壓回路中存在的異常，在對其進行處理時，需要將系統(tǒng)接入了一個統(tǒng)一的可控整流器，并且與直流側(cè)經(jīng)變電設(shè)備連接。采用IEC61850標準后所規(guī)定的是：對于同一個機組母線或者主變壓器來說。則只需改變該互感器上相應(yīng)配置有1/2相同接通電源。當發(fā)電機并網(wǎng)電流較大（約為5mA）和輸出電壓不大于200MVA時就應(yīng)使交流總阻抗降低到4倍，從而消除不必要的誤差。根據(jù)對現(xiàn)場實際情況的分析，電壓回路主要分為三個部分：一是變壓器，變電站中高壓電力線路大多數(shù)都采用的是單相低壓繞組形式。二是主接線器（或母聯(lián)）、隔離開關(guān)。三是二次繼電器及各種保護裝置等設(shè)備組成了單元電路和集中控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

對于10kV系統(tǒng)電壓回路，由于其復(fù)雜的電力設(shè)備，如變壓器等必須實行分段運行方式。在實施了不同級別的高壓配電網(wǎng)絡(luò)后再進行切換操作時可以借鑒上文對變電站10V側(cè)序電流選擇異常、短路故障以及相與地之間跳閘情況下各次暫有無功沖突前饋信號來完成處理算法：對于發(fā)電機母線回路來說當電壓值大于0.4v系統(tǒng)的額定允許電壓要求時候，通過自動調(diào)節(jié)裝置切換到有功功率滿足系統(tǒng)內(nèi)最大負荷正常運行?；谕肚羞^錯控制邏輯?？梢酝ㄟ^自動重合閘、跳步合斷路器等來減少誤操作。當系統(tǒng)處于不對稱短路狀態(tài)時，自動熄滅電弧和相關(guān)設(shè)備接地故障，利用分段開關(guān)的開閉功能消除切換過程中由于負載變化而引起的分相繞組間閉合或接觸不良問題。

五、總結(jié)與展望

在對電網(wǎng)系統(tǒng)電壓回路進行實時性的處理時，應(yīng)首先考慮的是合閘。而當合閘后，由于操作人員出現(xiàn)了誤判導(dǎo)致部分支路停電。所以我們要避免這種情況。對于一些人為因素發(fā)生斷電現(xiàn)象的問題應(yīng)對其進行合理化解決措施;針對一些人為原因造成電路短路、過載等一系列不正常運行狀態(tài)都應(yīng)該采取有效方法解決問題;對系統(tǒng)電壓回路中可能存在故障引起裝置損壞和影響設(shè)備使用壽命的故障應(yīng)及時處理，并在設(shè)備出現(xiàn)異常時通知相關(guān)工作人員現(xiàn)場處理。

參考文獻

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