論變電站繼電保護(hù)的工作原理及價(jià)值作用

鄭龍 楊舒婷 王淼 張佳賓

摘 要：當(dāng)前我國電網(wǎng)的基礎(chǔ)即為變電站，為了使變電站更好地工作，管理人員積極開展變電站技術(shù)，在開展的過程中，引入繼電保護(hù)，從而使變電站運(yùn)轉(zhuǎn)正常。依據(jù)繼電保護(hù)的工作原理，應(yīng)主要保護(hù)變電站的線路與母線，可有效加強(qiáng)變電站的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護(hù);工作原理

引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，在變電站中，使用繼電保護(hù)設(shè)備較為普遍，由于變電站的磁場較強(qiáng)，再加上其高壓設(shè)備較多，若強(qiáng)電磁干擾設(shè)備，極易引發(fā)安全事故。大氣干擾或供電系統(tǒng)的外干擾也會(huì)影響弱電設(shè)備，但隨著我國繼電保護(hù)技術(shù)的增強(qiáng)，可有效保護(hù)變電站。

1變電站繼電保護(hù)的工作原理

繼電保護(hù)的主要工作原理為當(dāng)變電站在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障后，會(huì)出現(xiàn)電壓降低或升高、電流突然增加、溫度、瓦斯的溫度同時(shí)升高及運(yùn)行頻率降低等現(xiàn)象，且該現(xiàn)象的數(shù)值大于繼電保護(hù)的額定值，進(jìn)而使繼電設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)或跳閘指令。跳閘的方式通常有兩種，即電流值與時(shí)間值，若該跳閘的性質(zhì)為電流值，電流值上升速度越快，則跳閘的速度越快;而性質(zhì)為時(shí)間值時(shí)，當(dāng)故障電流值大于整定值后，在一段時(shí)間后，為了更好地保護(hù)變電站，發(fā)出跳閘指令，進(jìn)而暫停變電站的運(yùn)行。在運(yùn)用繼電保護(hù)技術(shù)保護(hù)變電站的過程中，其目標(biāo)也較為明確，利用該技術(shù)后，可使變電站供電變得更加可靠。檢修繼電保護(hù)設(shè)備時(shí)，可提升該設(shè)備的可用系數(shù)與可靠性，防止出現(xiàn)傳統(tǒng)檢修方式的不足，并使相關(guān)設(shè)備的壽命得以延長，進(jìn)而使用戶用電變得更加安全、可靠。

2變電站繼電保護(hù)的價(jià)值作用

2.1變電站繼電保護(hù)的類型

繼電保護(hù)分為多種類型：

2.1.1發(fā)電機(jī)保護(hù)

技術(shù)人員應(yīng)保護(hù)發(fā)電機(jī)，其短路的形式較多，主要為定子繞組，當(dāng)檔子繞組接地時(shí)，在相間的過程中會(huì)產(chǎn)生短路;發(fā)電機(jī)的外部也會(huì)產(chǎn)生短路，若其負(fù)荷過重，定子繞組經(jīng)過電壓時(shí)，其勵(lì)磁回路會(huì)出現(xiàn)兩點(diǎn)或一點(diǎn)接地，也會(huì)形成失磁故障。在發(fā)生故障后，大多采用解列、停機(jī)等方式進(jìn)行出口，進(jìn)而使故障范圍縮小，并發(fā)出信號(hào)。

2.1.2線路保護(hù)

在線路保護(hù)方面，根據(jù)不同的電壓等級(jí)，采用對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，架空長線、電纜或輸電線路若長度不同，電網(wǎng)內(nèi)中性點(diǎn)不同的接地方式也會(huì)形成繼電保護(hù)，進(jìn)而出現(xiàn)過負(fù)荷、單相接地、接地短路及相間短路等。

2.1.3母線保護(hù)

針對(duì)母線保護(hù)，在多處變電場所與發(fā)電廠都應(yīng)安裝專有的母線保護(hù)設(shè)備。

2.1.4電力電容保護(hù)

在保護(hù)電力電容器方面，由于其內(nèi)部故障而造成出線短路，若斷路器與電容器組形成連接也會(huì)產(chǎn)生短路，其原因在于當(dāng)電容器組內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，電容被切除后會(huì)經(jīng)過電壓，而當(dāng)電容器組再度過電壓時(shí)，其母線會(huì)產(chǎn)生失壓狀態(tài)。

2.1.5高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)

高壓電動(dòng)機(jī)會(huì)形成多種短路方式，如在同步電動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生非同步的沖擊電流、電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)失磁效應(yīng)、底子繞組的電壓較低、電子繞組出現(xiàn)單相接地及定子繞組發(fā)生相間短路等，多種方式都會(huì)形成電動(dòng)機(jī)保護(hù)。

2.2變電站繼電保護(hù)的配置

針對(duì)繼電設(shè)備的保護(hù)裝置，設(shè)計(jì)人員可進(jìn)行三方面的保護(hù)：首先，針對(duì)線路保護(hù)，設(shè)計(jì)人員可應(yīng)大力發(fā)展智能變電站，并將測控功能與站內(nèi)保護(hù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，其配置方式采用間隔單套。在開展線路保護(hù)的過程中，可進(jìn)行直接采樣，并將斷路器跳掉，經(jīng)過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可開發(fā)出重合閘與斷路器失靈等功能。其次，技術(shù)人員還需保護(hù)變壓器，依照相關(guān)流程，保護(hù)變電壓電量時(shí)，一般的配置方式為雙套，并實(shí)行設(shè)備一體化。若兩種設(shè)備分開，其后備裝置需結(jié)合測控裝置。采用雙套配置的過程中，將各側(cè)的單元合并，而各側(cè)的終端最好使用雙套配置。最后，分段保護(hù)母聯(lián)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)將智能終端與分段保護(hù)裝置相連接，在不進(jìn)行交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的情況下，實(shí)現(xiàn)直接采樣與跳閘的功能。與此同時(shí)，在保護(hù)智能終端、合并單元時(shí)，要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳輸。按照配置要求，該類繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)按單套配置進(jìn)行分段保護(hù)，從而形成測控與保護(hù)的一體化。當(dāng)分段保護(hù)出現(xiàn)跳閘時(shí)，其方式大多為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直跳，而網(wǎng)絡(luò)方式則應(yīng)用在其他分段跳上。

3開展變電站繼電保護(hù)的實(shí)施措施

當(dāng)前電網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，其電壓等級(jí)也相應(yīng)升高，針對(duì)繼電保護(hù)的需求也有了較大改變。在發(fā)展智能變電站的過程中，不但要保障原有的繼電保護(hù)功能，還需不斷改善繼電保護(hù)內(nèi)部信息交換的方法，即相互操作、信息共享。

3.1采用新型測試器具

技術(shù)人員在試驗(yàn)前，需仔細(xì)檢測繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的電流與電壓值，其方式可選用合并器內(nèi)部的光數(shù)字信號(hào)，傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的測試儀器只能將模擬量輸出，而當(dāng)前的新型測試儀，即光數(shù)字信號(hào)儀器，在開展測試的過程中，該儀器可借助保護(hù)裝置內(nèi)部的光纖進(jìn)行直接輸入測試，此方式有效避免了相應(yīng)誤差，減少了多種傳統(tǒng)式檢驗(yàn)步驟，如采樣精度或零漂等，節(jié)約保護(hù)成本的同時(shí)，也改善了保護(hù)裝置的使用效率與效果。為滿足繼電保護(hù)裝置的實(shí)際需求，工作人員還需嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間間隔，若其傳輸時(shí)間差距較大或并未同步，應(yīng)合理選擇保護(hù)裝置，并對(duì)母線保護(hù)或變壓器保護(hù)等實(shí)行科學(xué)的測試與管理。

3.2改善網(wǎng)絡(luò)傳輸方式

針對(duì)一二次設(shè)備的具體情況，相較于傳統(tǒng)保護(hù)方式中的直接跳閘，當(dāng)前變電站在應(yīng)用繼電保護(hù)時(shí)選用了GOOSE網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)發(fā)布跳閘指令，若想更加便捷，可改用智能型開關(guān)。借助網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的跳閘指令與啟動(dòng)關(guān)閉信號(hào)，相比傳統(tǒng)式保護(hù)回路，新式繼電保護(hù)更加可靠。與此同時(shí)，GOOSE網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信號(hào)傳輸與原繼電保護(hù)裝置內(nèi)信號(hào)輸出的方式相同，當(dāng)前開入或開出量已轉(zhuǎn)化為差異化的GOOSE報(bào)文，而非24V、220V的信號(hào)。對(duì)于繼電保護(hù)裝置的輸出或輸入信號(hào)，為保證其實(shí)時(shí)性和正確性，試驗(yàn)人員可利用整套傳動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

4結(jié)束語

綜上所述，智能變電站影響著國家電網(wǎng)的發(fā)展，為了更好地開展變電技術(shù)工程，針對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)，國家制定了較多的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但在實(shí)際發(fā)展過程中，為降低事故發(fā)生的概率，保護(hù)人員應(yīng)了解繼電保護(hù)工作的價(jià)值。

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（國網(wǎng)烏魯木齊供電公司? 830000）