智能變電站繼電保護(hù)可靠性的探討

梁 棟

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局，廣東湛江 524000

智能變電站繼電保護(hù)可靠性的探討

梁 棟

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局，廣東湛江 524000

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會生產(chǎn)和生活用電量不斷增加，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性提出了更高的要求，智能變電站成為當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的主要趨勢。智能變電站以傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置為基礎(chǔ)，運(yùn)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)其智能化運(yùn)行，從而提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要針對智能變電站繼電保護(hù)可靠性的相關(guān)問題進(jìn)行簡單的探討。

智能變電站；繼電保護(hù)；可靠性

智能變電站運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力信息采集與處理，改變了傳統(tǒng)變電站的一體化運(yùn)行方式，通過一次設(shè)備和二次設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行，有效降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。在智能變電站繼電保護(hù)裝置運(yùn)用過程中，要考慮到機(jī)電保護(hù)的可靠性、實(shí)時性與同步性，才能提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)電能質(zhì)量的提升。

1 智能變電站繼電保護(hù)的特點(diǎn)

1.1 信息采集數(shù)字化

智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別，在于電壓和電流信息的采集實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，利用光學(xué)互感器對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，并且實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的采集。針對智能變電站一次設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行采集和匯總，并且在一次設(shè)備和二次設(shè)備之間形成較大的電氣隔離，有利于實(shí)現(xiàn)大范圍的信息采集，提高信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

1.2 信息應(yīng)用集成化

與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以消除以往由于繼電保護(hù)系統(tǒng)與建模之間存在的差異而導(dǎo)致信息采集結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，利用繼電保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)信息的集成化處理，使得不同子系統(tǒng)之間的信息都存在密切的聯(lián)系，從而有效的促進(jìn)信息資源的傳遞與共享。

1.3 信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化

在智能變電站系統(tǒng)中，運(yùn)用繼電保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞，從而建立一個完整的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，便可以解決傳統(tǒng)變電站信息網(wǎng)絡(luò)重復(fù)使用同一個接口的弊端，減少變電站中使用的二次回路數(shù)量，也可以顯著的增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。另外，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以將分散的數(shù)據(jù)和資源進(jìn)行整合，通過網(wǎng)絡(luò)同步傳輸?shù)较鄳?yīng)的裝置結(jié)構(gòu)中，提高數(shù)據(jù)信息的使用率。

1.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整化

智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)保護(hù)裝置體積大且分散的弊端，形成了一個完整的、緊湊的系統(tǒng)，將各個子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和體積進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約空間的同時，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率，尤其是中低壓智能變電站使用的繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都十分精巧，可以直接與開關(guān)柜連接。

2 智能變電站繼電保護(hù)的要點(diǎn)

2.1 可靠性

智能變電站是利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的控制與保護(hù)，在智能變電系統(tǒng)中包含很多不同規(guī)模的電子裝置，而這些電子裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性對于電力系統(tǒng)的可靠性有著直接的影響。在電力系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行過程中，對電子裝置穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的因素很多，包括運(yùn)行環(huán)境、信息數(shù)據(jù)等等，當(dāng)電子裝置的穩(wěn)定性受到影響時，繼電保護(hù)的可靠性也會因此受到影響，因此要增強(qiáng)繼電保護(hù)的可靠性，就需要加強(qiáng)電子裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性控制，運(yùn)用具有較高穩(wěn)定性的電纜和設(shè)備，減少外部頻率對電子裝置產(chǎn)生的影響。同時，也可以利用繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性模型進(jìn)行定量分析，從而根據(jù)分析結(jié)果制定科學(xué)的繼電保護(hù)裝置配置方案。

2.2 實(shí)時性

實(shí)時性是智能變電站繼電保護(hù)的基本要求，尤其是智能變電站中應(yīng)用的數(shù)字互感器，對電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和交換時，必須要保證交換時間的準(zhǔn)確性，才能保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時性。在數(shù)字信息交換過程中，由于受到線路傳播效率、交換頻率等時間的影響，可能會形成時間誤差，這會影響數(shù)據(jù)傳播的及時性和穩(wěn)定性，而影響繼電保護(hù)實(shí)時性的主要因素是由于合并交換器的數(shù)據(jù)傳輸時間誤差。因此，工作人員在進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采樣時，應(yīng)當(dāng)在采樣之前對數(shù)據(jù)分析和計(jì)算可能產(chǎn)生的誤差進(jìn)行必要的分析，并且將計(jì)算結(jié)果與采樣結(jié)果進(jìn)行對比，獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果，以此降低設(shè)備延遲對數(shù)據(jù)采樣結(jié)果產(chǎn)生的誤差影響，以此提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的實(shí)時性。

2.3 同步性

在傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng)中應(yīng)用的互感器設(shè)備，在系統(tǒng)保護(hù)時間的同步性方面會產(chǎn)生一定誤差，所以需要考慮利用有效的措施彌補(bǔ)這一缺陷問題，而智能變電站應(yīng)用的集成化、數(shù)字化信息采集方式，則可以有效的改善這一問題，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的同步性。智能變電站系統(tǒng)提供機(jī)繼電保護(hù)時間同步性的措施，主要有：一是線路差動保護(hù)與同期檢測。由于不同變電站在信息采集的信號強(qiáng)度和幅值變化方面存在一定的差異，所以要保證信息采集的同步性，就需要對整個電力系統(tǒng)和中的本側(cè)數(shù)據(jù)和對側(cè)數(shù)據(jù)同時進(jìn)行采集和計(jì)算，才能保證系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)動作保持同步。二是對系統(tǒng)過流和過壓的保護(hù)，該保護(hù)措施相對簡單，而且要求不高，必須要保證數(shù)據(jù)信息的采集與傳遞時間的同步，只要保證系統(tǒng)運(yùn)行的過程中始終由工作人員輸入正確的幅值，便可以達(dá)到繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行同步性的要求。

3 智能變電站機(jī)電保護(hù)裝置的配置

3.1 變壓器保護(hù)配置方法

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，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，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)。

3.2 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，所以很難被及時發(fā)現(xiàn)。但是，如果遇到外部故障時就會發(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啟動相應(yīng)的保護(hù)裝置，并且及時向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，增強(qiáng)繼電保護(hù)的可靠性。

3.3 線路保護(hù)配置

智能變電站的線路保護(hù)功能是通過縱聯(lián)保護(hù)差動的方式實(shí)現(xiàn)的，主要有集中式和后備式兩種不同的裝置保護(hù)方法，可以對系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時處理，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過采取有效的線路保護(hù)措施，可以加強(qiáng)電力系統(tǒng)中各級電壓之間的間隔單元的控制和保護(hù)，同時也可以實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的問題并且采取有效的保護(hù)措施，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)論

綜上所述，繼電保護(hù)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。

[1]周建新，周昊程.智能變電站條件下的繼電保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)[J].供用電，2014（4）.

[2]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）.

[3]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）.

[4]路淮豐.智能變電站繼電保護(hù)可靠性探析[J].通訊世界，2014（24）.

[5]王超，王慧芳，張弛，等.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性建模研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（3）.

TM6

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1674-6708（2015）149-0063-02

梁棟，本科，助理工程師，研究方向：繼保自動化