220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化分析

劉麗萍 羅田

摘 要：目前，智能變電站的發(fā)展已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展中的重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行自動(dòng)化也成為其發(fā)展的主要目標(biāo)。智能變電站是集先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保于一體的智能設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的要求。本文介紹了220kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，并提出了提高智能變電站繼電保護(hù)的可靠性措施。

關(guān)鍵詞：220kV；智能變電站；繼電保護(hù)；自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-00137-02

1 導(dǎo) 言

電力是當(dāng)前人類社會(huì)發(fā)展中最重要的能源之一，因此世界各國(guó)一直沒有停止對(duì)電力系統(tǒng)的研發(fā)，希望能夠更好的提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。220kV智能變電站是集電力技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的變電設(shè)備，能夠在滿足我國(guó)當(dāng)前用電需求的基礎(chǔ)上，不斷完善電力系統(tǒng)。

2 智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的概述

2.1 智能變電站的特點(diǎn)

自我國(guó)的電網(wǎng)工程進(jìn)入智能化和自動(dòng)化構(gòu)建階段之后，智能變電站就是我國(guó)現(xiàn)階段電網(wǎng)工程的重要組成部分。因此現(xiàn)階段就要對(duì)智能變電站進(jìn)行分析，智能變電站的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下的三個(gè)方面，這三個(gè)方面都是智能變電站所擁有的發(fā)展優(yōu)勢(shì)：第一個(gè)特點(diǎn)就是在使用智能變電站的過程中現(xiàn)階段可以初步的實(shí)現(xiàn)了電力的傳遞和交互；第二個(gè)特點(diǎn)就是智能變電站的設(shè)備比一般的電網(wǎng)價(jià)格高，而且裝備更加先進(jìn)；第三個(gè)特點(diǎn)就是智能變電站的電子傳感器等設(shè)備正在逐步步入全智能化。

2.2 智能變電站繼電保護(hù)的特點(diǎn)

智能變電站的建設(shè)不僅僅是變電站發(fā)展的主要目的，同時(shí)智能變電站繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的工作中還存在一定的特殊性，就是數(shù)據(jù)信息提供的渠道變得更加的廣闊，同時(shí)智能變電站繼電保護(hù)裝置具有靈活性高的特點(diǎn)，技術(shù)人員在使用智能變電站繼電保護(hù)裝置的過程中要從其特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)裝置能力的最大化。

3 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析方法

為了能更好地對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性作出科學(xué)合理的分析，首先需要對(duì)可靠性模型進(jìn)行建立，確保其能夠與系統(tǒng)相適應(yīng)。模型的建立方法非常多，其中蒙特卡羅模擬方法就是一種較常見的方法，其主要對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行元件的隨機(jī)選擇，并對(duì)故障事件進(jìn)行抽樣檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)失效概率的有效構(gòu)成，再經(jīng)由系統(tǒng)來(lái)完成系統(tǒng)可靠性的合理計(jì)算，這種方法不適用于元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜的和眾多的智能變電站；利用馬爾柯夫模型時(shí)，如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)使模型變得龐大和復(fù)雜，難以解決；故障分析對(duì)人員的要求較高，而且不能對(duì)不同人員的結(jié)果分析進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，所以，意見難以統(tǒng)一；可靠性框圖法是復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與分析的有力工具。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以清晰地列出系統(tǒng)各元件之間的邏輯關(guān)系。計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，根據(jù)智能變電站中過程層SV和GOOSE報(bào)文傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用可靠性框圖法建立了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估模型。

4 220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化

4.1 220kV智能變電站繼電保護(hù)基本要求

220kV智能變電站繼電保護(hù)基本要求主要包括三方面：①繼電保護(hù)的可靠性，其中包括安全性和信賴性，這是對(duì)繼電保護(hù)的最根本要求。安全性是保證變電站正常運(yùn)作時(shí)，繼電保護(hù)不發(fā)生動(dòng)作，不產(chǎn)生誤動(dòng)情況；而信賴性是指在變電系統(tǒng)相應(yīng)元件保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)及時(shí)、迅速做出可靠動(dòng)作，發(fā)出提醒信號(hào)，由此則可保證電力系統(tǒng)在繼電保護(hù)范圍內(nèi)，精準(zhǔn)、有效地檢測(cè)智能變電站的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可靠、準(zhǔn)確地確定和劃分故障點(diǎn)和范圍。②繼電保護(hù)需實(shí)現(xiàn)靈敏性，所謂靈敏性就是在智能變電站設(shè)備或線路發(fā)生故障和異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置體現(xiàn)的反應(yīng)能力。靈敏性要求在繼電保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，能夠正確地發(fā)出反應(yīng)動(dòng)作，不受短路點(diǎn)位置、類型和過度電阻的影響，在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的三相短路、較大過度電阻兩項(xiàng)或單項(xiàng)短路時(shí)依然能進(jìn)行可靠動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)基于故障特征，作出及時(shí)保護(hù)反饋工作，有效預(yù)防220kV智能變電站失控情況發(fā)生。③220kV智能變電站繼電保護(hù)的檢測(cè)性特征，重點(diǎn)是合理、準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障，并有效縮小故障范圍，從而達(dá)到有效切除故障的目的，保證智能變電站設(shè)備和鄰近供電不受損傷和影響。

4.2 線路保護(hù)配置

對(duì)于線路保護(hù)配置來(lái)說(shuō)，最重要的是需要采用不同的四種方式進(jìn)行保護(hù)：①集中式；②后背式；③通信監(jiān)視；④測(cè)量。這幾種方式在實(shí)際的工作中可以相互備用，相互合作。這樣一旦線路在使用的過程中出現(xiàn)了問題，這兩種方式便可以迅速的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，對(duì)人們?cè)谏钪兴褂玫碾娐愤M(jìn)行保護(hù)。線路保護(hù)配置在使用的過程中不僅僅可以直接的保護(hù)電力和線路的應(yīng)用，通信監(jiān)視主要的作用就是線路在日常的工作中一旦出現(xiàn)了問題，便可以由線路保護(hù)裝置來(lái)對(duì)人們進(jìn)行提醒，這樣人們接到提醒之后便會(huì)對(duì)問題進(jìn)行修理，以免影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.3 加強(qiáng)可視化技術(shù)的應(yīng)用

在智能變電站中，為了能夠更好地提升繼電保護(hù)的可靠性，通常情況下，需要對(duì)其存在的故障進(jìn)行有效的處理。盡管當(dāng)前已經(jīng)處在一個(gè)信息化技術(shù)的時(shí)代下，但在繼電保護(hù)故障的監(jiān)測(cè)與分析處理過程中，仍然采取的是較為傳統(tǒng)的表格、數(shù)據(jù)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，在變電站中積極引入可視化技術(shù)是非常有必要的。通過可視化技術(shù)的應(yīng)用，可更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站信息故障的收集和分析。

智能化電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，非常容易因信息傳輸而發(fā)生故障，為此，在對(duì)錯(cuò)誤信息進(jìn)行排查期間，必須對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行有效保護(hù)，同時(shí)在對(duì)裝置進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，其所形成的中間節(jié)點(diǎn)文件與故障波形基本一致，為此，在出現(xiàn)故障時(shí)，通過對(duì)中間節(jié)點(diǎn)文件記錄信息的收集可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障波形的有效掌握，這就能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供最直接有效的排查信息，同時(shí)還能夠結(jié)合故障提出更具有針對(duì)性的措施。

4.4 加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次巡檢

加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次巡檢是確保智能變電站穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，其不僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中所存在的問題，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以大大的提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。在現(xiàn)階段的繼電使用中不僅僅要重視巡檢的重要性，同時(shí)也要更加注重加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次巡檢，只有這樣才能完成繼電保護(hù)系統(tǒng)的直接運(yùn)行。還有最重要的一點(diǎn)就是需要提高繼電保護(hù)系統(tǒng)二次巡檢的工作人員的工作技術(shù)和豐富工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能最大程度的發(fā)揮二次巡檢的重要作用。

4.5 監(jiān)測(cè)技術(shù)

監(jiān)測(cè)技術(shù)同樣是220kV智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化中的重要組成部分，同時(shí)也是其繼電保護(hù)的一項(xiàng)新功能，其目的是為繼電保護(hù)提供另外一層保障。監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)象為智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行情況。利用監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)具體變電站設(shè)備或元件的故障信息，在繼電保護(hù)系統(tǒng)正常動(dòng)作時(shí)發(fā)揮輔助監(jiān)督作用，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)等失誤動(dòng)作時(shí)，監(jiān)測(cè)技術(shù)則起到撥亂反正的作用，不僅能反饋信息，還能將所有的故障信息傳送給變電站調(diào)度中心，調(diào)度中心依據(jù)此主動(dòng)指導(dǎo)變電站運(yùn)行，從而確保220kV智能變電站按照規(guī)范，順利運(yùn)行。綜上也進(jìn)一步展現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力廣泛地應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活中，同時(shí)電力系統(tǒng)也是我國(guó)能源建設(shè)的重要組成，作為電力系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)成的變電站，其起到的重要作用毋庸置疑。在現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)發(fā)展中，傳統(tǒng)的智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段人們生活的需要，因此就需要加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，為更好的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的智能化和自動(dòng)化打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-13