智能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作要點分析

郭秀錦　張紅麗

摘要：隨著我國電力技術(shù)的快速發(fā)展，電力環(huán)境也發(fā)生著日益的改變。作為智能電力系統(tǒng)非常重要的防御手段，繼電保護(hù)技術(shù)可實現(xiàn)繼電保護(hù)技術(shù)的使用目的，及保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。為此，本文主要對繼電保護(hù)的作用、特點及智能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作要點進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：智能電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)

智能電力系統(tǒng)中管理工作和技術(shù)工作是主要的兩個重要基礎(chǔ)，通過有效地管理電力系統(tǒng)各項工作得以規(guī)范而準(zhǔn)確地進(jìn)行，通過技術(shù)合理運(yùn)行可以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)設(shè)備是智能電力系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)與功能部分，對于及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行故障，準(zhǔn)確進(jìn)行繼電保護(hù)有著重要的功能，是預(yù)防電力系統(tǒng)重大事故和風(fēng)險必不可少的結(jié)構(gòu)與設(shè)備。應(yīng)該從智能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的運(yùn)行經(jīng)驗出發(fā)，對存在與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障進(jìn)行認(rèn)真地解析，形成對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的深層次認(rèn)知，把握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的因果關(guān)系，在運(yùn)用好各種針對性技術(shù)和工藝的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)智能電力系統(tǒng)功能和價值的全面而穩(wěn)定地發(fā)揮。

一、繼電保護(hù)的作用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一旦有部件發(fā)生故障，則繼電保護(hù)裝置則能夠自動、有選擇的對故障元件進(jìn)行隔離，使其從整個電力系統(tǒng)中切除掉，確保沒有故障部分的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。這不僅有效的避免了故障損害的繼續(xù)擴(kuò)大，而且也有效的避免了停電范圍的增加。

而且在繼電裝置保護(hù)范圍內(nèi)，對于出現(xiàn)運(yùn)行異常的元件，繼電保護(hù)裝置能夠及時發(fā)出報警信號，能夠有效的減少跳閘動作指令，同時還能夠提醒運(yùn)行人員及時對異常元件進(jìn)行排查，避免電力系統(tǒng)故障的發(fā)生。

二、智能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作要點分析

（1）可再生能源并網(wǎng)?？稍偕茉茨茉淳哂星鍧崱⒏咝?、可再生等優(yōu)勢，進(jìn)而開始大規(guī)模的被接入是智能電網(wǎng)中，其中以風(fēng)電、光伏、新型儲能是最具代表性的幾種能源，應(yīng)用較為廣泛，且前景較好。但是從現(xiàn)階段新能源的應(yīng)用狀況來看，仍然在電能質(zhì)量、電網(wǎng)運(yùn)行等方面存在一定的問題，這主要是由于電源不同、并網(wǎng)技術(shù)不成熟等原因引起的。以風(fēng)電為例，將其接入電網(wǎng)后可能會出現(xiàn)保護(hù)誤動或者電流保護(hù)II段拒動問題的出現(xiàn)，這主要是由于風(fēng)電接入電網(wǎng)系統(tǒng)之后，會對電網(wǎng)的電流分布產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為兩個現(xiàn)象：一是給接入點上游帶來分支電流；二是給接入點下游電流保護(hù)帶來助增電流，從而導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。除此之外，如果風(fēng)機(jī)接入點相鄰饋線存在故障，那么也有引起保護(hù)反向誤動問題的風(fēng)險。而故障電流產(chǎn)生的規(guī)律以及特點與風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)、接入類型以及控制策略等都有密切的聯(lián)系。電網(wǎng)的潮流分布和短路電流特征的復(fù)雜性也要求風(fēng)電接入必須要有繼電保護(hù)裝置對其進(jìn)行優(yōu)化，從而使小短路電流產(chǎn)生較大的系統(tǒng)阻抗，增強(qiáng)電流互感器的額定電流，在這種情況下，就要選擇有較大變化的電流互感器來保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

（2）超高壓交直流混聯(lián)。我國電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍需要進(jìn)一步的完善，尤其是繼電保護(hù)技術(shù)，必須要具有更強(qiáng)的分流處理能力。究其原因主要有兩個方面：一方面，電網(wǎng)發(fā)生故障時，電網(wǎng)非周期分量會由于電壓等級的升高而變慢，暫態(tài)特性的復(fù)雜性也會增強(qiáng)，同時還會帶來巨大的諧波分量，在這種情況下就要求互感器要具有更強(qiáng)的性能和更好的濾波與直流分量處理能力，以保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。另一方面，高壓交直流混聯(lián)會引起一系列的電容電流問題、交直流互聯(lián)暫態(tài)特性與計算誤差問題以及同桿雙回線路的零序互感和跨線故障問題，這些都要求繼電保護(hù)設(shè)備必須要進(jìn)行特殊處理。另外，電網(wǎng)暫態(tài)特性日益復(fù)雜，也使內(nèi)部故障與勵磁涌流的區(qū)分更加復(fù)雜，加大了繼電保護(hù)內(nèi)部使用諧波判據(jù)的難度。

（3）大量電子元件的應(yīng)用。當(dāng)前各種各樣的電子元件得到了迅速的開發(fā)，并逐漸被投入到市場中。再加上智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步完善，可控串補(bǔ)、換流器、無功補(bǔ)償器以及潮流控制器等大量電力電子元件開始在智能電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。通過這些元件的應(yīng)用，電能的質(zhì)量得到了有效的提高和改善，同時也有效促進(jìn)了控制策略靈活性的提高，從根本上改變了電網(wǎng)的運(yùn)行特性。但是，從另一個角度來看，電力電子元件器件的開關(guān)頻率的提高會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)大量的諧波，除此之外，光伏并網(wǎng)以及直流輸電等也與繼電保護(hù)設(shè)備存在協(xié)調(diào)問題。在這種情況下，就要充分的考慮諧波對電子元件所帶來的影響，以確保智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）智能傳感技術(shù)。智能傳感技術(shù)的在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠提高信息采集效率，保證所采集信息的可靠與安全，從而發(fā)揮繼電保護(hù)的作用。對于傳感技術(shù)的變壓器保護(hù)，不僅需要將原有的變壓器進(jìn)行變動，而且還需要在變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)及其變壓器自身方面設(shè)置智能傳感器。

（5）電流互感器的安裝。在變電站中電流互感器安裝位置，決定電流互感器所轉(zhuǎn)換電流的性質(zhì)，同時也決定繼電保護(hù)裝置的動作，只有正確安裝電流互感器，才可確保繼電保護(hù)正確動作，避免繼電保護(hù)裝置誤動發(fā)生。影響繼電保護(hù)功能的實現(xiàn)原因在電流互感器接線方面，可以遵守一定的串聯(lián)原則，在變電站電流互感器安裝中，對于線路一次繞阻，可以和被測電路串聯(lián)，而對于二次繞阻，則需要與所有變電站的儀表負(fù)載實現(xiàn)串聯(lián)；在實際安裝中，可以按變電站被測電流的大小，從而選擇合適的繼電保護(hù)裝置。同時，電流互感器二次側(cè)必須一端接地，避免絕緣損壞高壓竄入二次低壓側(cè)，避免造成人身安全事故；電流互感器二次側(cè)不可以開路，可以避免電流互感器一次側(cè)的電流轉(zhuǎn)換成磁化電流，避免電流互感器的鐵芯過度飽和發(fā)生磁化，影響電流互感器正常運(yùn)行。

三、結(jié)束語

綜上所述，智能電網(wǎng)的獨(dú)特性不僅表現(xiàn)在具有安全l生、自愈性和經(jīng)濟(jì)性，還表現(xiàn)在兼容性、交互性以及高效穩(wěn)定性等，已經(jīng)得到了全世界的廣泛應(yīng)用和推廣。一旦電力系統(tǒng)遇到故障或者危及安全運(yùn)行的異常工況時，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不僅能夠快速的、有選擇性的做出自動化反事故決策，而且也已經(jīng)成為一種最安全、最有效的保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的非常重要的技術(shù)手段。伴隨著智能電力系統(tǒng)的要求越來越高，其智能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作也有相應(yīng)的提高，而且實踐技術(shù)也在不斷的發(fā)展變化。endprint