智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性研究

吳雪

摘 要：隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)智能化發(fā)展已經(jīng)展現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，并在全社會(huì)范圍之內(nèi)受到了廣泛重視。如果想要確保智能變電站穩(wěn)定運(yùn)行，那么必須從繼電保護(hù)方面有效改造其安全性、可靠性及穩(wěn)定性，只有這樣才能全面建立智能電網(wǎng)，為現(xiàn)代化建設(shè)提供平穩(wěn)健康、安全持續(xù)的電力保障。本文將智能變電站作為研究視角，針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)的要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上提出提高智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性的對(duì)策，旨在進(jìn)一步提升我國(guó)智能變電站的穩(wěn)定性，同時(shí)不斷推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的健康平穩(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）23-0147-02

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，各行業(yè)都在加大數(shù)據(jù)化、信息化方面的投入，各行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域都開始將創(chuàng)新性理念應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中。電力領(lǐng)域也在傳統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)上引入智能化技術(shù)，智能化變電站成為該行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。智能變電站中電力信息采集、處理均可以利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)來完成，通過協(xié)調(diào)一次設(shè)備、二次設(shè)備運(yùn)行，以降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，同時(shí)促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行效率提升。智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行過程中，需要針對(duì)繼電保護(hù)可靠性、同步性與實(shí)時(shí)性進(jìn)行綜合考慮，最終提升其運(yùn)行穩(wěn)定性，從整體上提升電能質(zhì)量。下面就讓我們一同對(duì)智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

1 智能變電站概述

作為智能電網(wǎng)中一個(gè)重要組成部分，智能變電站是電力事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在建立智能電網(wǎng)工作中發(fā)揮著非常積極的作用。所謂智能變電站是指在變電處理中，信息資源搜索、傳遞及處理等程序均帶有數(shù)字化的特征。在智能變電站運(yùn)行過程中，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、時(shí)代化特征十分明顯，硬件設(shè)備上高科技特征凸顯，不管是硬件設(shè)備還是軟件系統(tǒng)在其工作中均體現(xiàn)了一定的規(guī)范化與通信協(xié)議特征。智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比有著諸多優(yōu)勢(shì)，如智能變電站可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，變電站設(shè)計(jì)不再?gòu)?fù)雜，變電站建立、設(shè)計(jì)中也不再需要投入大量的人力、物力與財(cái)力，更加符合現(xiàn)代集約化要求。在運(yùn)用智能變電站繼電保護(hù)裝置的過程中，需同時(shí)考慮到繼電保護(hù)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性與同步性等特征，這樣才能從整體上提升其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 智能變電站繼電保護(hù)的要點(diǎn)

2.1 確保電子裝置可靠性

智能變電系統(tǒng)由很多電子裝置所組成，這些電子裝置運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到變電站的可靠性。電子裝置運(yùn)行過程中可能會(huì)受到很多因素的影響，換句話說影響其穩(wěn)定性的因素有很多，其中還有一些外在因素是無(wú)法得到有效控制的，如環(huán)境潮濕等，但是如果合理控制硬件設(shè)備穩(wěn)定性，往往可以有效控制這些電子裝置的穩(wěn)定性，如選擇穩(wěn)定性較高的設(shè)備與電纜[1]。

2.2 注重繼電保護(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性

眾所周知，傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)在互感器保護(hù)時(shí)間同步性上存在弱勢(shì)，但是隨著智能化變電站問世以后，這一問題即得到了很好的解決，這主要是由于智能化數(shù)據(jù)與信息快速傳輸、分項(xiàng)，使得信息的同步性得到了保證。線路差動(dòng)、同期檢測(cè)可以充分保護(hù)智能變電站系統(tǒng)的繼電時(shí)間，采集不同變電站信息時(shí)，智能化系統(tǒng)終端體現(xiàn)出了不同差異，這體現(xiàn)在信息幅度變化、強(qiáng)度變化上，所以，對(duì)于整體繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性來說，確保數(shù)據(jù)的同步性起到了非常重要的意義，這里提到的同步數(shù)據(jù)有本側(cè)、同側(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)對(duì)繼電保護(hù)速動(dòng)性的要求，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障的時(shí)間，必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和保證重要用戶供電可靠性[2]。繼電保護(hù)裝置，屬于一個(gè)多系統(tǒng)型設(shè)備裝置，有漏電保護(hù)器、繼電器、線圈開關(guān)、測(cè)試按鈕、零序電流互感器構(gòu)成，并且，內(nèi)部有空設(shè)置了多條線路，如圖1所示。

2.3 用“直采直跳”的方式運(yùn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)

由線路保護(hù)、間隔交互裝置、中心交換機(jī)、智能終端、母線合并單元醫(yī)用級(jí)線路保護(hù)終端等一同構(gòu)成了“直采直跳”繼電保護(hù)模式。其中，安裝了兩種形式的中心交換機(jī)，一種為間隔交換機(jī)，一種為母聯(lián)間隔交換機(jī)，兩種設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，各有自己的優(yōu)勢(shì)。其中，一支路一間隔保護(hù)是間隔交換機(jī)的主要特點(diǎn)，母聯(lián)間隔交換機(jī)能夠一條支路保護(hù)n個(gè)間隔。所以，利用這種保護(hù)方式，能夠更好的促進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行[3]。

2.4 科學(xué)的設(shè)計(jì)繼電保護(hù)系統(tǒng)

繼電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)確保科學(xué)安全運(yùn)行整個(gè)電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，通過應(yīng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以達(dá)到全方位、安全控制整個(gè)變電站的目的，使供電站信息化傳輸能力、電能轉(zhuǎn)換能力得到了有效的提升和強(qiáng)化。對(duì)于促進(jìn)整個(gè)繼電站的運(yùn)行發(fā)揮了巨大的作用。及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)繼電保護(hù)系統(tǒng)，而且，在設(shè)計(jì)完該系統(tǒng)后，為確保系統(tǒng)的運(yùn)行和管理工作順利進(jìn)行而奠定基礎(chǔ)。例如，在建設(shè)智能化變電站時(shí)，可以利用GOOSE以及SV模式轉(zhuǎn)化繼電保護(hù)系統(tǒng)，從而提升系統(tǒng)的運(yùn)行和控制能力。

3 提高智能變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性的對(duì)策

繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響非常大，為了確保滿足社會(huì)生產(chǎn)與生活需求，必須提升智能變電站運(yùn)行效率，科學(xué)配置繼電保護(hù)裝置，同時(shí)提升電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性，這樣才能提升電能質(zhì)量，確保電力事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。下面從變壓器保護(hù)、電壓限定及線路保護(hù)三方面談一談如何提升智能變電站繼電保護(hù)的穩(wěn)定性[4]。

3.1 變壓器保護(hù)

輸電系統(tǒng)建設(shè)過程中，都會(huì)計(jì)算和限定輸電線路可以承載電壓的能力，實(shí)際上不管是超出還是低于電壓承載能力，電壓都會(huì)對(duì)輸電線路造成損害，這種情況下就需要利用變壓器系統(tǒng)針對(duì)輸電線路電流做出一些處理，確保電壓額度處于輸電線路限定范圍以內(nèi)，這樣才能將變壓器的作用充分發(fā)揮出來。為了確保智能變電站中繼電保護(hù)的穩(wěn)定性，我們通常需要利用分布式配置方法，推進(jìn)變壓器實(shí)時(shí)差動(dòng)，以起到保護(hù)差動(dòng)功能的重要作用。

3.2 電壓限定

智能變電站運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在電流等因素的制約下，時(shí)常會(huì)發(fā)生外部斷路的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)際電流超出負(fù)荷要求，對(duì)變電站正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，這時(shí)還可能會(huì)出現(xiàn)跳閘等一系列問題，對(duì)繼電保護(hù)穩(wěn)定性帶來一些負(fù)面影響。因此，可以利用限定電壓延時(shí)的方式，計(jì)算出線路中經(jīng)過的電流量，一旦出現(xiàn)實(shí)際電流量超出負(fù)荷值的問題，會(huì)及時(shí)將信息傳遞給管理系統(tǒng)，這樣管理系統(tǒng)即可在第一時(shí)間內(nèi)接受故障信息，進(jìn)而做出一定的反應(yīng)，通過這種方式有效提高變電站繼電保護(hù)的穩(wěn)定性。

3.3 線路保護(hù)

現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)線路保護(hù)方面主要利用縱聯(lián)差動(dòng)的保護(hù)方式，這種縱聯(lián)差動(dòng)方式在裝置設(shè)計(jì)中利用集中式、后背式保護(hù)方法，通過利用這兩種保護(hù)方式及時(shí)的、有效的解決配置中出現(xiàn)的各種問題，以確保輸電線路各項(xiàng)功能的正常運(yùn)行。因此，在變電站繼電保護(hù)工作中，應(yīng)采取有效性的措施，著力強(qiáng)化保護(hù)線路保護(hù)配置的力度，從而對(duì)電力配電線路系統(tǒng)中各電壓間隔單元的有效控制。所以，在實(shí)際工作中必須著手改進(jìn)變電站中的配電線路，以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定的、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終促進(jìn)變電站繼電保護(hù)穩(wěn)定性的提高。

3.4 繼電設(shè)備保護(hù)管理

在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，設(shè)備管理屬于一項(xiàng)重要的管理型工作，只有科學(xué)的管理了繼電保護(hù)設(shè)備，才可以依據(jù)實(shí)際情況運(yùn)行變電設(shè)備。在具體運(yùn)行中，為了提升變電站的整體運(yùn)行效率，所以，我們一定要全面、系統(tǒng)的管理運(yùn)行狀況，而且，與基本的設(shè)備運(yùn)行管理方法相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的部署與規(guī)劃。

（1）全面分析與管理變壓器保護(hù)裝置，確保設(shè)備管理可以為保護(hù)繼電裝置而做出貢獻(xiàn)，從而有效的提升其整體管理效率和質(zhì)量。（2）基于基本的設(shè)備管理規(guī)范，充分的分析與設(shè)計(jì)繼電保護(hù)設(shè)備的電網(wǎng)線路運(yùn)行情況，與相關(guān)分析結(jié)果的結(jié)合，科學(xué)規(guī)劃線路布設(shè)和運(yùn)行方案，從而提升整個(gè)變電站的運(yùn)行效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，現(xiàn)階段人們對(duì)電力的依賴性已經(jīng)到了不能替代的程度，一旦發(fā)生供電變動(dòng)就會(huì)對(duì)居民正常生活、商業(yè)發(fā)展造成不利影響，因此，我們必須從多角度提升變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性，確保整個(gè)電網(wǎng)正常、有序的運(yùn)行，這對(duì)整個(gè)國(guó)家的發(fā)展都具有重大意義。所以，我們應(yīng)該進(jìn)一步加大對(duì)變電繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究，確保整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，最終不斷推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的順利發(fā)展，同時(shí)也為社會(huì)的穩(wěn)定提供保證。

參考文獻(xiàn)

[1]闕定飛.新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（1）：182.

[2]何旭，姜憲國(guó)，張沛超，等.基于SVM的小樣本條件下繼電保護(hù)可靠性參數(shù)估計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，（5）：1432-1437.

[3]張健康，粟小華，胡勇，李懷強(qiáng).智能變電站保護(hù)用電流互感器配置問題及解決措施[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，（7）：140-145.

[4]葉秉森，仇孝國(guó)，劉永強(qiáng).智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)提高可靠性的方法[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（19）：235.