淺探電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定原因及解決辦法

邰麗麗 武傳彬 王澤文

【摘 要】在當(dāng)前供電企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，要想保證電力系統(tǒng)順利運(yùn)行，就需要加強(qiáng)繼電保護(hù)工作，這是一種當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的保護(hù)機(jī)制，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性具有重要的影響。因此，本文重點(diǎn)對(duì)供電企業(yè)發(fā)展過(guò)程中繼電保護(hù)存在的一些問(wèn)題展開(kāi)論述，并且提出有效的解決對(duì)策，希望可以在今后的發(fā)展及應(yīng)用過(guò)程中，為電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提供支持。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；不穩(wěn)定；解決辦法

引言

我國(guó)電力工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)在其中起著很大作用。繼電保護(hù)的主要任務(wù)是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，快速地、有選擇地通過(guò)斷路器將故障回路與系統(tǒng)隔離，保證無(wú)故障設(shè)備及系統(tǒng)的正常運(yùn)行；或當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生異常運(yùn)行情況時(shí)，發(fā)出信號(hào)提示值班或檢修人員處理，以保證電氣設(shè)備的安全。繼電保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定，提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。隨著現(xiàn)代電力的發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備從電磁型、晶體管類(lèi)型向集成電路類(lèi)型和微機(jī)型演變，特別是近30年來(lái)，繼電保護(hù)裝置吸收了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)后，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，繼電保護(hù)的性能得到了較大提高。隨著人工智能的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)也應(yīng)不斷利用科研的新成果和新技術(shù)，根據(jù)電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)技術(shù)的要求，不斷開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新系統(tǒng)。

1、變電站繼電保護(hù)概述

變電站的作用是變換和分配電能，是電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)的一部分。由于變電站在電力系統(tǒng)中占有著重要地位，因此變電站能否正常工作就決定了電網(wǎng)是否堅(jiān)強(qiáng)、穩(wěn)定。而變電站中的繼電保護(hù)裝置又在變電站的運(yùn)行中具有不可替代的作用，它能通過(guò)縮小事故范圍或預(yù)防事故來(lái)最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

由于科學(xué)技術(shù)的快速穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)水平的不斷提高，有效降低了變電站運(yùn)行安全故障發(fā)生的概率。從國(guó)網(wǎng)公司及大型企事業(yè)單位變電站的繼電保護(hù)配置及使用情況來(lái)看，微機(jī)繼電保護(hù)裝置已取代機(jī)械式、晶體管式保護(hù)裝置，被廣泛應(yīng)用，目前繼電保護(hù)技術(shù)逐漸趨于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息化的方向發(fā)展。微機(jī)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用在很大程度上降低了繼電保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的概率，大大提高了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性。

雖然微機(jī)保護(hù)裝置大大提高了電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)可靠性，但仍然存在一些不穩(wěn)定因素，一旦發(fā)生事故將帶來(lái)較大的損失和社會(huì)影響。

2、繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因

影響繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素主要有設(shè)備因素和人為因素。

2.1設(shè)備因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)主要設(shè)備有繼電保護(hù)裝置、二次回路、各類(lèi)輔助裝置、斷路器、PT/CT等。微機(jī)繼電保護(hù)裝置是繼電保護(hù)系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，它的CPU處理器、I/O輸入輸出接口、電源模塊、模擬量輸入模塊等，這些部件發(fā)生問(wèn)題均會(huì)造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。特別是隨著使用年限的增長(zhǎng)，模擬量采樣模塊，即數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的誤差增大，導(dǎo)致保護(hù)不能正確反映實(shí)際運(yùn)行情況，容易發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)。二次回路的問(wèn)題主要是絕緣問(wèn)題，造成接地或短路，引起繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。輔助裝置的繼電箱、操作箱等元器件故障也會(huì)影響繼電保護(hù)動(dòng)作的正確性。斷路器是繼電保護(hù)系統(tǒng)另一個(gè)重要設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)斷路器存在拒動(dòng)或誤動(dòng)的情況，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定。PT、CT發(fā)生斷線、短路、誤差大、飽和等故障，將導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)從源頭上就變得不穩(wěn)定，為繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作埋下隱患。以上所有設(shè)備隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，穩(wěn)定性和可靠性變得越來(lái)越低。

2.2人為因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)中的很多工作都是通過(guò)人工的方式進(jìn)行的，難以避免的會(huì)出現(xiàn)人為因素造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。如繼電保護(hù)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)施工、接線問(wèn)題，定值的計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)整定問(wèn)題以及試驗(yàn)過(guò)程中的誤觸、誤碰二次回路問(wèn)題等，都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。

3、繼電保護(hù)常見(jiàn)故障處理解決措施

3.1根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行識(shí)別故障

在對(duì)繼電保護(hù)中存在的故障進(jìn)行解決時(shí)，可以適當(dāng)?shù)亟梃b工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，此種方式的應(yīng)用是采用較為傳統(tǒng)的處理方法。在采用此種方法對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行識(shí)別時(shí)，可以對(duì)檢修人員工作中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，并且將記錄的結(jié)果進(jìn)行匯總以及分類(lèi)，將匯總之后的結(jié)果輸入到管理系統(tǒng)中，為日后的查詢提供有利條件。對(duì)于變電站繼電保護(hù)中存在的故障，相關(guān)的檢修人員在對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析時(shí)，還需要提出有效地解決措施，如果日后碰見(jiàn)同種故障，那么就可以直接采取此種解決措施，對(duì)其進(jìn)行處理調(diào)整，恢復(fù)變電站的正常運(yùn)行。由于檢修人員對(duì)于繼電保護(hù)中故障情況都具有豐富的處理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)因?yàn)槔^電保護(hù)中存在的故障較為常見(jiàn)，所以，在解決此類(lèi)故障因素時(shí)，就可以根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行處理調(diào)整。此種方法的應(yīng)用，不僅能夠有效地節(jié)約處理實(shí)踐，還能夠利于相關(guān)檢修人員縮短識(shí)別故障的時(shí)間，進(jìn)而降低故障對(duì)于變電站造成的不利影響。

3.2有效防止電流互感器飽和問(wèn)題發(fā)生

為進(jìn)一步保障繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，應(yīng)防止電流互感器出現(xiàn)飽和問(wèn)題。有效防護(hù)措施可參照以下方式。首先，在設(shè)計(jì)階段做好設(shè)備選型工作，要選用容量足夠的保護(hù)級(jí)電流互感器。其次，需合理控制電流互感器的電壓，充分考慮線路短路時(shí)電流互感器出現(xiàn)的飽和問(wèn)題，結(jié)合問(wèn)題制定措施。最后，需采用科學(xué)方式盡量減少電流互感器存在的負(fù)載阻抗問(wèn)題，預(yù)防電流互感器出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，應(yīng)盡量減少電流互感器二次側(cè)使用的電纜長(zhǎng)度，并適當(dāng)增加電纜截面。

3.3完善繼電保護(hù)模式的覆蓋面積

首先，應(yīng)該將繼電保護(hù)模式的覆蓋范圍加以進(jìn)一步的擴(kuò)大，供電企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，要想穩(wěn)定供電企業(yè)的繼電保護(hù)，就要對(duì)這一模式加以進(jìn)一步的完善，并且擴(kuò)大覆蓋面積。具體的做法可以從以下幾方面入手。一是要不斷增加資金的投入，進(jìn)一步擴(kuò)大技術(shù)方面的投入力度。二是在傳統(tǒng)的保護(hù)模式中，主要應(yīng)用的是機(jī)械式繼電器保護(hù)，這種保護(hù)模式可靠性較低，所以應(yīng)擴(kuò)大微機(jī)繼電保護(hù)裝置的覆蓋范圍。三是采用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，不斷提高網(wǎng)絡(luò)模式的安全性以及科學(xué)性，這樣還可以對(duì)很多農(nóng)村地區(qū)的電網(wǎng)起到保護(hù)性的作用，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)的電網(wǎng)朝著智能化的方向發(fā)展，讓電網(wǎng)運(yùn)行具有科學(xué)性以及持續(xù)性的特點(diǎn)。

3.4增強(qiáng)檢修效能

出現(xiàn)二次設(shè)備緊急缺陷問(wèn)題階段，變電站檢修工作人員獲取調(diào)度指令對(duì)故障進(jìn)行處理，通常需經(jīng)過(guò)相對(duì)較長(zhǎng)的工作流程，借助遠(yuǎn)程運(yùn)維相關(guān)技術(shù)，能完成對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程診斷和并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)采取全程監(jiān)測(cè)，檢修工作人員能對(duì)保護(hù)裝置發(fā)生故障點(diǎn)的位置進(jìn)行事先分析判斷，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，細(xì)化到板件級(jí)層面，有效降低后備物品準(zhǔn)備所需時(shí)間[2]?；跈z修輔助決策，能完成對(duì)檢修計(jì)劃整體流程的閉環(huán)管理，增強(qiáng)綜合管理能力與風(fēng)險(xiǎn)管控水平，降低檢修工作人員進(jìn)行緊急消缺所需工作時(shí)間；日常檢修階段，檢修工作人員無(wú)需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定值的調(diào)整修改，對(duì)設(shè)備進(jìn)行重啟，提升工作效率，確保供電可靠性。

結(jié)束語(yǔ)

如今，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大，電壓水平不斷提升，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來(lái)越高。作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，繼電保護(hù)技術(shù)是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定供電的關(guān)鍵。因此，需要在實(shí)際工作中加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行管理，加快新型繼電保護(hù)裝置的實(shí)施，為技術(shù)的有效運(yùn)行、繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展和智能化應(yīng)用，使電力系統(tǒng)高效運(yùn)行提供了必要條件。

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（作者單位：日照鋼鐵有限公司）