智能變電站繼電保護裝置的改進設(shè)計

朱林

國網(wǎng)德陽供電公司 四川德陽 618000

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展與進步，智能化變電站建設(shè)規(guī)模逐漸擴大，通過加強智能變電站的建設(shè)，能夠進一步提高電力系統(tǒng)的供電安全性。在智能變電站建設(shè)環(huán)節(jié)，需要運用多項技術(shù)與設(shè)備，有效提高系統(tǒng)的安全管控水平，確保變電站的可靠運行。

1 加強智能變電站繼電保護裝置改進的重要價值

由于科技的飛速發(fā)展，變電站的智能化水平不斷提高，與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站通過運用自動化系統(tǒng)，不僅會提高系統(tǒng)的安全性能，而且能夠顯著降低建設(shè)成本。結(jié)合智能變電站運行特點可知，通過加強繼電保護調(diào)試和應(yīng)用，能夠滿足電力系統(tǒng)的安全可靠運行需求。通過加強智能變電站繼電保護調(diào)試，可以幫助技術(shù)人員快速找到變電站中存在的故障問題，并及時進行改進，顯著提高電力線路檢修水平[1]。

2 智能變電站特點分析

2.1 信息實現(xiàn)數(shù)字化采集

智能變電站具備良好的數(shù)據(jù)采集功能，能夠確保一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)安全連接，顯著提升系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)的精確性。技術(shù)人員通過利用光電式互感器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速采集，有效提高數(shù)據(jù)信息應(yīng)用效率。

2.2 分布式系統(tǒng)

在智能化變電站之中，由于包含了大量的數(shù)據(jù)信息，各項設(shè)備與配置，需要采取不同的配置模式，技術(shù)人員通過運用CPU方式，對系統(tǒng)進行層次化控制，采用分布系統(tǒng)，提高整個系統(tǒng)的安全性。在分布式系統(tǒng)當(dāng)中，各項配置能夠獨自處理各項數(shù)據(jù)，顯著提高數(shù)據(jù)的采集效率與處理效率，減少數(shù)據(jù)資源的浪費[2]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)交互性突出

智能變電站具備良好的網(wǎng)絡(luò)交互特點，能夠提高電力系統(tǒng)的數(shù)字化水平，實現(xiàn)自動化管控。在數(shù)據(jù)傳輸層面，變電站不但能夠滿足數(shù)據(jù)處理要求，而且可以實現(xiàn)智能傳輸，通過和傳感器裝置穩(wěn)定互聯(lián)，針對變電站內(nèi)部的各項數(shù)據(jù)信息，進行快速交換。

3 繼電保護裝置的現(xiàn)狀與改進

3.1 繼電保護裝置現(xiàn)狀

經(jīng)對當(dāng)前智能變電站繼電保護裝置在實際應(yīng)用中常見的問題進行綜合分析，可總結(jié)為以下幾點：①當(dāng)主變電站在超負荷狀態(tài)下運行時，主變電站后備過流保護出現(xiàn)誤保護動作。②當(dāng)繼電保護裝置在低壓側(cè)母線發(fā)生故障時，其對應(yīng)的高后備過流保護功能存在啟動延時或不啟動的問題。③當(dāng)繼電保護裝置出現(xiàn)CT斷線的故障時，與其相對應(yīng)的被保護電氣元件也出現(xiàn)故障，從而使得繼電保護功能失效。④當(dāng)進線負荷電流的一次值較小時，導(dǎo)致備自投裝置出現(xiàn)PT斷線的事故發(fā)生，從而導(dǎo)致備自投功能的誤動作。

3.2 繼電保護裝置的改進

（1）復(fù)壓閉鎖判據(jù)的優(yōu)化。目前，繼電保護裝置所采用的過流保護邏輯為復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護，當(dāng)繼電保護裝置的主變低后備保護裝置在低壓側(cè)開關(guān)閉合時，其對應(yīng)的過流保護經(jīng)復(fù)壓閉鎖。因此，當(dāng)繼電保護裝置的低壓側(cè)開關(guān)未閉合時，其對應(yīng)的過流保護也不會閉鎖，從而導(dǎo)致繼電保護為純過流保護，導(dǎo)致過流保護功能的誤動作。由于變電站低壓側(cè)開關(guān)處于未閉合的狀態(tài)，從而使得繼電保護裝置中僅有高壓側(cè)作為復(fù)壓開入。因此，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的母線出現(xiàn)故障時，導(dǎo)致高后備過流保護功能的失效。針對主變電站后備保護裝置的誤動作和效果問題，需將繼電保護裝置中復(fù)壓閉鎖的判定依據(jù)進行優(yōu)化。綜合分析，在繼電保護裝置的開關(guān)位置加入復(fù)壓閉鎖的判據(jù)，從而能夠避免由于開關(guān)閉合信號的誤傳導(dǎo)致保護裝置的誤動作或者失效[3]。

（2）CT斷線故障閉鎖保護裝置的優(yōu)化。針對CT斷線故障時繼電保護裝置的被保護電氣元器件出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致繼電保護裝置失效的問題，通過研究繼電保護裝置失效的原因，針對CT斷線的故障，對故障信息分析后采用軟壓板控制，從而保證作業(yè)人員能夠根據(jù)電網(wǎng)的實時需求完成對整定計算結(jié)果的取舍，從而做出正確的動作指令[4]。

（3）進線負荷電流的優(yōu)化。目前，繼電保護裝置進線負荷電流的設(shè)定值為0.2A，常由于進線負荷電流過小導(dǎo)致繼電保護裝置的PT出現(xiàn)斷線故障，進而導(dǎo)致備自投的誤動作。因此，進線負荷電流值應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的實際情況、變電站的負荷以及CT的變比進行優(yōu)化。為進一步提高繼電保護裝置的可靠性，將進線負荷電流設(shè)定為其采樣電流值的固定倍數(shù)。

4 繼電保護裝置優(yōu)化效果驗證

采用上述方案對繼電保護裝置進行優(yōu)化后，采用數(shù)字化的電壓互感器和電流互感器將大電流和大電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號和低電平信號。此外，通過以太網(wǎng)通信實現(xiàn)對智能變電站的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對智能斷路器的控制。優(yōu)化后的繼電保護裝置應(yīng)用效果主要體現(xiàn)為以下幾點：①優(yōu)化后的繼電保護裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對智能變電站一次設(shè)備和二次設(shè)備的隔離；在一定程度上提升了對變電站數(shù)據(jù)的動態(tài)測量范圍和采集精度，為智能變電站的信息自動化控制奠定基礎(chǔ)。此外，為二次設(shè)備提供了數(shù)字化應(yīng)用接口。②優(yōu)化后的繼電保護裝置具有更強的實時性和可靠性[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，智能變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)變電站的發(fā)展趨勢，在實際應(yīng)用中智能變電站由于繼電保護裝置設(shè)計不合理導(dǎo)致其經(jīng)常發(fā)生誤動作或者失效。因此，需對繼電保護裝置進行改進設(shè)計，以提升保護裝置的可靠性，進而確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。經(jīng)對繼電保護裝置優(yōu)化設(shè)計后，其誤動作次數(shù)、失效次數(shù)均降為0次，報警正確率、動作正確率和主網(wǎng)電壓合格率均為100%。即，優(yōu)化后的繼電保護裝置能夠極大地提升變電站運行的可靠性，繼而確保電網(wǎng)供電的合格率為100%。