智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

唐利淵 張正昕

（國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司 上海市 200233）

當下我國電力系統(tǒng)在自身的成長和建設(shè)的過程中得到了長效化的發(fā)展，這一結(jié)果的出現(xiàn)主要是得益于我國經(jīng)濟建設(shè)的深化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在我國變電氣系統(tǒng)繼電的建設(shè)過程中也越來越多的使用了數(shù)字化、信息化的建設(shè)技術(shù)，能夠推進變電氣系統(tǒng)繼電建設(shè)工作的穩(wěn)定提升。在此期間中電力系統(tǒng)領(lǐng)域也得到了長效的發(fā)展，值得注意的是在變電氣系統(tǒng)繼電的建設(shè)過程中仍舊需要進行數(shù)字化、科技化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，不僅能夠有效的節(jié)約電力系統(tǒng)運行的人力、物力、資金成本，還能夠保證電力系統(tǒng)運行的合理性和有效性。

1 電力系統(tǒng)繼電保護的故障分析

1.1 電力系統(tǒng)材料混用

電力系統(tǒng)現(xiàn)場安全管控在建設(shè)的過程中需要使用大量的電力系統(tǒng)材料，根據(jù)相關(guān)調(diào)研表明，我國電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的原材料整合和使用的流程不是十分規(guī)范，并且存在著大量的原材料不合理使用的現(xiàn)象，一部分企業(yè)和部門盲目追求生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，經(jīng)常使用質(zhì)量等級不過關(guān)的材料，直接影響了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。常規(guī)意義上的表現(xiàn)為建設(shè)中的電纜使用、用水安全、電線參數(shù)等方面的材料使用失衡現(xiàn)象等等。原材料的不規(guī)范使用不僅會影響整體的電力系統(tǒng)安全性，更會導(dǎo)致工作技術(shù)人員的人身安全問題，在我國的電力系統(tǒng)建設(shè)中材料使用的問題不得到有效的解決，是建設(shè)整體的癰瘡，影響系統(tǒng)運行。電力系統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場的安全問題不僅僅影響著電力系統(tǒng)的安全運行，更為嚴重的會直接影響電力系統(tǒng)相關(guān)工作人員的生命健康問題，進而從建設(shè)進程中使用的原材料著手能夠直接保障電力系統(tǒng)工程建設(shè)和整體運營的穩(wěn)定性和有效性，奠定電力系統(tǒng)良好運轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)。

1.2 設(shè)備接線不夠規(guī)范

在當前我國現(xiàn)場安全管控電力系統(tǒng)實行的過程中，即便是在整體上而言已經(jīng)取得了相應(yīng)的成效，也能夠保證眾多設(shè)備能夠順利使用。但是其中的設(shè)備在使用的過程中存在大量的連線不規(guī)范作業(yè)情況，導(dǎo)致整體的施工質(zhì)量存在安全問題，自身的現(xiàn)場安全管控性能也有待考量。究其原因，主要是由于現(xiàn)場安全管控設(shè)備在使用的過程中需要進行復(fù)雜多樣的接線作業(yè)，工作人員自身的專業(yè)化能力不是十分規(guī)范，也很難保證設(shè)備接線的過程中不出現(xiàn)問題。并且一部分工作人員在進行作業(yè)的過程中為了降低工作難度和工作強度，在架線的過程中一味追求省事和便捷，本應(yīng)當進行焊接的線路沒有及時的焊接，設(shè)備接線的穩(wěn)定性和牢固性受到了影響。并且一部分的工作人員對于接線的相關(guān)標準和規(guī)定也不能進行有效的認識，接線的方式和手段不具有完整性和統(tǒng)一性，造成了隨意接線的現(xiàn)象，誘發(fā)一定的安全問題和隱患。

1.3 繼電和二次設(shè)備保護

圖1：繼電系統(tǒng)運行的狀態(tài)變化

圖2：繼電系統(tǒng)智能化運行模式

管理風(fēng)險與電力調(diào)度人員安全風(fēng)險管理工作不到位有著密不可分關(guān)聯(lián)，一些電力調(diào)度人員由于自身安全意識不足，對安全管理理解不到位，沒有按照有關(guān)標準要求進行操作，這也在一定程度上加大了電力調(diào)度風(fēng)險行為。此外，沒有做好日常電力調(diào)度檢查工作，也無法得知電力調(diào)度實際情況，無法第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行存在的問題，使得故障范圍擴大，故障檢修成本增加，一旦電力調(diào)度系統(tǒng)程序出現(xiàn)混亂的情況，從而對整片區(qū)域住戶的生產(chǎn)生活帶來嚴重影響。對此電力企業(yè)一定要做好日常的培訓(xùn)工作，并開展專項演練，使工作人員都能意識到電力調(diào)度對系統(tǒng)正常運行帶來的影響，進而提高自身的責任意識，在第一時間內(nèi)想出應(yīng)急策略，使電力調(diào)度的效率得到保證。

在電力系統(tǒng)運行的過程中，繼電設(shè)備中通過的電流強度較大。繼電保護是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護應(yīng)當遵從以下幾個個方面，首先是選擇性，當設(shè)備出現(xiàn)問題的情況下能夠及時選擇影響較小的電路及時切斷，降低對整體系統(tǒng)的影響。其次是速動性，應(yīng)當在短時間內(nèi)分析問題產(chǎn)生的原因和方向，進而保證設(shè)備能得到時效性的處理。然后是靈敏性，繼電設(shè)備應(yīng)當具有較為靈活的反應(yīng)設(shè)計，提升系統(tǒng)運行的速率。最后是可靠性，只有穩(wěn)定高效的繼電設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)步運行。如圖1為繼電系統(tǒng)運行不同階段的性能表現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護的故障處理措施

2.1 電氣二次回路監(jiān)測

電力調(diào)度系統(tǒng)能否安全平穩(wěn)運行與電力調(diào)度人員的技術(shù)水平及設(shè)備自身使用性能有著密不可分的關(guān)聯(lián)，電力調(diào)度維修檢護人員只有具備較高的維護能力才能開展針對性的維修檢護工作，保證系統(tǒng)的使用功能，減低不安全事故發(fā)生幾率，維持電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行，這也需要電力調(diào)度系統(tǒng)維護人員不斷學(xué)習(xí)先進的維護理念，根據(jù)故障類型制定專項的解決方案，大幅的提高檢修工作質(zhì)量。而設(shè)備自身的使用性能也會決定設(shè)備運行風(fēng)險發(fā)生幾率，對于一些使用時間較久的設(shè)備，企業(yè)要及時的進行更換，從而更好地滿足社會對電力的使用需求。此外，在設(shè)備購置和安裝上一定要嚴格按照標準執(zhí)行，根據(jù)適用范圍來對設(shè)備型號進行合理選擇，提高其使用效率，在安裝完成后需要技術(shù)人員進行調(diào)試，只有保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的情況下才能投入使用中，每次電力調(diào)試工作需要調(diào)試人員做好記錄工作，便于工作人員掌握設(shè)備負荷情況，為后續(xù)設(shè)備維修和調(diào)試提供必要的依據(jù)[2]。

根據(jù)電力系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)能夠看出，二次回路與相關(guān)的保護措施共同構(gòu)成了電氣繼電。在我國的繼電保護系統(tǒng)中使用的基本上都是計算機操作的形式，進而能夠保證設(shè)備管理和保護逐漸呈現(xiàn)自動化、智能化的發(fā)展趨勢。也就是說在這種智能化的建設(shè)機制下能夠?qū)崿F(xiàn)較為便捷的管理。但是其中值得注意的一點是在電氣回路的建設(shè)過程中存在大量具有保護功能的電纜與繼電器，其中大量的回路造成了電氣結(jié)構(gòu)中的眾多安全隱患，這也造成了線路監(jiān)督監(jiān)控中的不便和困難。針對這樣的情況可以使用線上系統(tǒng)檢測和設(shè)備安全管控相結(jié)合的形式解決問題[4]。

2.2 選擇高低壓開關(guān)柜

新時期，電力調(diào)度工作對于維護社會和諧穩(wěn)定及電力企業(yè)長久發(fā)展起著不可替代的作用，而要想進一步降低電力運行風(fēng)險，就需做好技術(shù)應(yīng)用工作，利用智能化系統(tǒng)實時對電力運行狀況進行監(jiān)控，如安全預(yù)警系統(tǒng)作為常見的安全防護技術(shù)，監(jiān)控范圍較廣，可以在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行故障，并發(fā)出預(yù)警信息，使維修人員可以及時趕到現(xiàn)場進行故障排查，避免故障范圍擴大而影響人們正常生活，同時也可以降低企業(yè)的財產(chǎn)損失。這就要求電力企業(yè)應(yīng)做好日常的檢修與防護工作，并積極開展新技術(shù)應(yīng)用，使其技術(shù)功能得到充分發(fā)揮，為企業(yè)電力事業(yè)開展提供必要的支持。

在選擇設(shè)備使用的高壓開關(guān)柜的過程中，應(yīng)當根據(jù)斷路器的設(shè)備和型號進行有效的判斷。針對六氟化硫斷路器主要用于35kV、110kV 的電壓等級設(shè)備；真空斷路器主要應(yīng)用于35kV、10kV、6.3kV的電壓等級；6.3kV、10kV 電壓等級使用KYN28A-12 或XGN2-12系列開關(guān)柜。已經(jīng)不能夠投入使用的，被淘汰的斷路器不能在設(shè)備的維修中進行使用。

2.3 調(diào)節(jié)自動控制系統(tǒng)

當下我國電力系統(tǒng)調(diào)度工作已經(jīng)得到了優(yōu)化發(fā)展，其安全性和可靠性與之相比都得到極大地提升，但對于農(nóng)村地區(qū)和一些偏遠地電網(wǎng)改造工作比較落后，性能也會稍差一些，加大了不安全隱患。對此，要求電網(wǎng)調(diào)試人員在制定優(yōu)化方案時要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況展開綜合處理，使電網(wǎng)運行質(zhì)量及安全性得到保證。此外，電網(wǎng)檢修人員也要積極對電網(wǎng)系統(tǒng)運行存在的問題進行總結(jié)，并做好記錄工作，從而為后續(xù)維修檢護工作提供必要的依據(jù)，只有電網(wǎng)檢修人員做好風(fēng)險控制工作，采取有效措施優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)，才能從根本上降低電網(wǎng)風(fēng)險行為發(fā)生，保證電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行。

為了適當簡化電力系統(tǒng)的管理系統(tǒng)和流程，應(yīng)當適當引進一部分的自動控制系統(tǒng)，能夠降低在維修和管理進程中的繁重工作，降低工作人員的工作壓力，保證一部分設(shè)備的零件出現(xiàn)損壞的情況下，大部分的設(shè)備系統(tǒng)能夠進行平穩(wěn)有效的運行。進而能夠有效提升電力系統(tǒng)的管理能力和維修能力，提升電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和安全性。在自動化控制設(shè)備的選擇上基本上可以使用單星形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)來設(shè)計電力系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)。能夠有效降低電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信效果，也能夠一定程度上降低改造的成本。如圖2 為繼電系統(tǒng)的智能化運行模式。

2.4 強化施工質(zhì)量的管理意識

電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中需要工作人員發(fā)揮自身的專業(yè)化能力和技術(shù)，保證建設(shè)進程的準確性和穩(wěn)定性，工作人員的工作理念和建設(shè)技術(shù)與系統(tǒng)的平穩(wěn)高效運行之間具有密切的關(guān)系。因此，在電力企業(yè)的經(jīng)營和發(fā)展進程中應(yīng)當不斷強調(diào)和教育工作人員的安全生產(chǎn)、規(guī)范生產(chǎn)的意識。將安全生產(chǎn)作為企業(yè)文化之一，并且保證每一位員工都能夠明確自身的工作內(nèi)容和工作形式，提升生產(chǎn)作業(yè)中的專注性和穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)工作實行的過程中應(yīng)當有效的進行人力資源的配置和利用，保證各項工作能夠穩(wěn)定順利的完成，電力系統(tǒng)的運行離不開不同工作環(huán)節(jié)的技術(shù)人員進行協(xié)調(diào)和配合，因此應(yīng)當設(shè)定完善的工作機制，加強工作環(huán)節(jié)中的監(jiān)督監(jiān)管力度，實行合理有效的獎勵制度。

3 結(jié)束語

根據(jù)上文的論述能夠證明，當下電力系統(tǒng)繼電的檢修和維護對于電力系統(tǒng)的良性發(fā)展具有十分重要的關(guān)系，繼電是否能夠得到精細的維修和整合，與設(shè)備的操控、專業(yè)維修人員的技能、設(shè)備自身的型號參數(shù)選擇之間具有十分重要的聯(lián)系。因此，應(yīng)當不斷認識到電力系統(tǒng)中繼電檢修的重要性和必要性，使用更為完善系統(tǒng)的方法有效推進檢修結(jié)果的準確性，進而保證我國電力系統(tǒng)的平穩(wěn)、高效運行。