智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)

張健平

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司佳木斯供電公司，黑龍江 佳木斯 154002）

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)對(duì)故障起著重要的保護(hù)作用，對(duì)于裝設(shè)繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，則繼電保護(hù)裝置則會(huì)發(fā)出指令，使距離故障最近的斷路器接受跳閘命令，從而進(jìn)行動(dòng)作，這樣故障元件則能夠及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，避免故障所帶來的損失擴(kuò)大，確保電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全供電，使電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。

一、繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）設(shè)置變壓器保護(hù)

電力的輸出和輸入情況有一定的限定標(biāo)準(zhǔn)，在使用過程中為保證正常配電，需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。但實(shí)際工作中，為提高電壓的可控性，需要采用更加合理的方式進(jìn)行配電，其中采用變壓器保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的后備保護(hù)，進(jìn)而對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的配電功能進(jìn)行保護(hù)。

（二）優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)

對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，需要以實(shí)際情況為主要依據(jù)，同時(shí)應(yīng)該給出相應(yīng)的電力指標(biāo)。具體可以在其他條件允許的條件下對(duì)電壓進(jìn)行控制，盡量降低系統(tǒng)的拒動(dòng)可能性，從而不斷提高自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（三）線路保護(hù)配置

對(duì)于線路保護(hù)裝置而言，最重要的是采用集中式、后備式、通信監(jiān)視以及測(cè)量等幾種方式，這幾種方式在實(shí)際工作中通過相互備用像話合作共同發(fā)揮作用。線路保護(hù)配置在整個(gè)使用的過程中可以直接保護(hù)電力和線路的應(yīng)用，通信監(jiān)視主要通過保護(hù)裝置對(duì)人們進(jìn)行及時(shí)提醒，從而提高檢修效率，避免對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。

（四）強(qiáng)化系統(tǒng)二次巡檢

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《智能變電站工程調(diào)試及驗(yàn)收規(guī)范》內(nèi)容包括基本規(guī)定、組態(tài)配置、單體調(diào)試、分系統(tǒng)調(diào)試、啟動(dòng)試運(yùn)、驗(yàn)收等要求。分系統(tǒng)調(diào)試介紹了保護(hù)系統(tǒng)、PMU系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等驗(yàn)收調(diào)試項(xiàng)目和驗(yàn)收要求；啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)定了送電運(yùn)行過程中的啟動(dòng)條件、受電試驗(yàn)、帶負(fù)荷試驗(yàn)、連續(xù)24小時(shí)試運(yùn)的內(nèi)容和要求；驗(yàn)收章節(jié)定義了工廠驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和投運(yùn)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)項(xiàng)目。

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。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。

二、加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性措施

（一）加強(qiáng)過程操作中的繼電保護(hù)

過程操作中的繼電保護(hù)主要表示快速跳閘功能的實(shí)現(xiàn)，可以及時(shí)完善變電站母線、輸電線路以及變壓器等的保護(hù)，降低了運(yùn)行中所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)了電力調(diào)度系統(tǒng)保護(hù)。同時(shí)還要簡化系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備與系統(tǒng)保護(hù)裝置。簡而言之，當(dāng)主保護(hù)定值波動(dòng)較小時(shí)，即使電力系統(tǒng)再發(fā)生變化，繼電保護(hù)也不會(huì)變化，體現(xiàn)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是很多智能變電站中的一次設(shè)備較多，所以進(jìn)行繼電設(shè)計(jì)時(shí)，必須將軟硬件分開設(shè)置，并加強(qiáng)獨(dú)立保護(hù)。從相同的輸電線路來看，進(jìn)行獨(dú)立采樣時(shí)，可以利用不同開關(guān)電流來實(shí)現(xiàn)，及時(shí)掌握系統(tǒng)電流綜合運(yùn)行情況。在繼電保護(hù)實(shí)際工作中，利用多端線路掌握智能變電站及對(duì)母線保護(hù)，并將站內(nèi)保護(hù)裝置設(shè)置為同步采樣，結(jié)合變電站要求進(jìn)行調(diào)整，保證采集數(shù)據(jù)的可靠性。

（二）間隔層繼電保護(hù)

在變電站繼電保護(hù)中應(yīng)用雙重化配置，對(duì)后備保護(hù)進(jìn)行集中化的配置，通過后備保護(hù)系統(tǒng)為變電站提供后備設(shè)備保護(hù)、開關(guān)失靈保護(hù)，并對(duì)相鄰范圍中的相連線路、對(duì)端母線進(jìn)行保護(hù)，依據(jù)后備設(shè)備電流判斷電網(wǎng)運(yùn)行中的問題，完善跳閘策略。同時(shí)，在變電站電壓中實(shí)現(xiàn)等級(jí)的集中配置，調(diào)整技術(shù)實(shí)施，并適應(yīng)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，以電網(wǎng)運(yùn)行為基礎(chǔ)制定幾套運(yùn)行方案，并結(jié)合變電站的電網(wǎng)系統(tǒng)，選擇最優(yōu)的運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)智能變電站的繼電保護(hù)。

（三）增加系統(tǒng)冗余性

為了保證智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全，必須提高系統(tǒng)冗余性。實(shí)際操作時(shí)，可以從以下兩方面做起：第一，以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)幫助并支持變電站自動(dòng)化想，可以利用多種模式實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)。第二，從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架需求分析。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架一般由3個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成，主要目的是提高變電站繼電系統(tǒng)保護(hù)可靠性。第一，總線結(jié)構(gòu)?？偩€結(jié)構(gòu)可利用交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳送，減少了接線，但是由于冗余度較差，在實(shí)際使用中，必須經(jīng)過長時(shí)間操作才能實(shí)現(xiàn)目的。第二，環(huán)形結(jié)構(gòu)。環(huán)形結(jié)構(gòu)與總線結(jié)構(gòu)較類似，環(huán)路上任意一處均可提供不同冗余，將其與以太網(wǎng)聯(lián)合起來，可以形成管理交換機(jī)，具備了生成樹協(xié)議，此種操作還可以給機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行提供物物理中斷冗余，可以將網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)控制在一定操作范圍內(nèi)，收斂時(shí)間較長，一般難以完成相關(guān)任務(wù)，影響了系統(tǒng)重構(gòu)。第三，星型結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)就是等待時(shí)間較短暫，可以應(yīng)用于導(dǎo)頻高要求的場(chǎng)合，沒有冗余，但是將其應(yīng)用到交換機(jī)運(yùn)行中會(huì)影響信息傳送，可靠性較低。所以給變電站選擇繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架時(shí)，必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，在詳細(xì)了解各自情況后，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高繼電系統(tǒng)可靠性。

結(jié)束語：

總之，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，并引領(lǐng)其向著更好的方向發(fā)展。因此，探究電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系，不斷探究新的措施和手段提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平，保證變電站及其他組成部分的穩(wěn)定運(yùn)行，科學(xué)應(yīng)用繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化系統(tǒng)，為電力事業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。