變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)的分析及改進(jìn)措施

郭少輝

摘要：電力系統(tǒng)的建設(shè)，需要重點(diǎn)關(guān)注繼電保護(hù)安全管理工作，在保證電力運(yùn)行穩(wěn)定狀態(tài)的同時(shí)，維護(hù)整體電力系統(tǒng)的輸配電穩(wěn)定性。而這一內(nèi)容，不僅影響著整體電力體系工作的技術(shù)性發(fā)展?fàn)顟B(tài)，也是展現(xiàn)變電站技術(shù)能力的重要手段。在實(shí)際運(yùn)行中，繼電保護(hù)安全事故時(shí)有發(fā)生，已經(jīng)成為了影響整個(gè)電力供應(yīng)水平的關(guān)鍵問(wèn)題。為更好地保證變電站輸電安全，需在繼電保護(hù)理念的引導(dǎo)下，對(duì)其中的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題作出評(píng)估，引導(dǎo)具體技術(shù)管理內(nèi)容，完成繼電保護(hù)工作的優(yōu)化升級(jí)。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護(hù);

1 繼電保護(hù)的概念與目標(biāo)

電力是保證社會(huì)生產(chǎn)生活的基本能源資源，在維護(hù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)，保證生活水平的內(nèi)容上，發(fā)揮著積極作用。而變電站，是保證電力供應(yīng)穩(wěn)定性的重要設(shè)施條件，需要在電力輸送過(guò)程中，通過(guò)繼電保護(hù)工作，保證系統(tǒng)對(duì)于工作環(huán)境的適應(yīng)性，并使自身的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)最大程度的發(fā)揮出來(lái)，維持電力供應(yīng)工作的穩(wěn)定狀態(tài)。

作為一個(gè)完整的技術(shù)體系，繼電保護(hù)技術(shù)由故障分析、設(shè)備配置、保護(hù)運(yùn)維等技術(shù)結(jié)構(gòu)組成，并發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的核心功能作用。在這一裝置中，可通過(guò)對(duì)于設(shè)備元件的判斷，定位并隔離故障點(diǎn)，在降低故障發(fā)生概率的同時(shí)，盡快恢復(fù)整體電力系統(tǒng)運(yùn)行條件。由此，保證了整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)其中產(chǎn)生的故障進(jìn)行修復(fù)，維護(hù)整體系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)控制狀態(tài)。

2 消除繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)的有效技術(shù)措施

2.1 繼電誤動(dòng)處置技術(shù)

上文提到的寄生回路誤動(dòng)事故，在維護(hù)管理中，需要對(duì)通過(guò)具體的技術(shù)措施進(jìn)行處理，以此保證整體技術(shù)體系的管理狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)控制的綜合處置目標(biāo)。針對(duì)之前的實(shí)踐案例，首先應(yīng)拆除高壓側(cè)操作箱設(shè)備中的防跳回路，使用保護(hù)裝置中的防跳回路，以此消除兩組差異操作回路中的寄生條件。然后，采取嚴(yán)格的技術(shù)控制措施，杜絕不同回路的電源條件產(chǎn)生電氣連接。尤其在直流母線的獨(dú)立蓄電池系統(tǒng)中，必須對(duì)二次回路設(shè)計(jì)進(jìn)行重新調(diào)整，從而避免出現(xiàn)電氣交叉問(wèn)題。

當(dāng)一組保護(hù)裝置，控制并影響多組斷路器設(shè)備時(shí)，需要針對(duì)斷路器的變電接線方式，完成配置調(diào)整。（1）應(yīng)對(duì)每一段獨(dú)立的斷路器進(jìn)行直流熔斷處理;（2）需保證直流回路與差異直流熔斷器的供電狀態(tài);（3）帶有兩組跳閘線卷的斷路器設(shè)備，務(wù)必保證直流熔斷器的獨(dú)立供電狀態(tài);（4）信號(hào)回路中，帶有準(zhǔn)有熔斷器供電條件的，不得與其他回路進(jìn)行混用。

由此，還需對(duì)機(jī)電保護(hù)的試驗(yàn)人員進(jìn)行系統(tǒng)管理，使其保證試驗(yàn)分析的完整性，并在獨(dú)立的試驗(yàn)分析中，保證模擬操作的獨(dú)立性。如果發(fā)現(xiàn)寄生回路的存在狀態(tài)，則應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)，并以相應(yīng)技術(shù)手段消除寄生回路。

2.2 抑制靜態(tài)耦合干擾

干擾信號(hào)對(duì)于二次回路安全狀態(tài)的影響十分典型，需要在技術(shù)條件上加以限制，以此保證技術(shù)體系的完整性，并維護(hù)整體技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用效果，降低出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的概率條件。方法上，可通過(guò)如下技術(shù)措施，對(duì)此類(lèi)耦合干擾問(wèn)題進(jìn)行抑制，以此保證系統(tǒng)安全性狀態(tài)。

（1）在靜電耦合干擾中，應(yīng)限制經(jīng)典耦合干擾的產(chǎn)生條件，并在增加耦合阻抗條件的同時(shí)，形成對(duì)于二次回路系統(tǒng)的保護(hù)，在屏蔽措施下，優(yōu)化二次設(shè)備元器件的參數(shù)合理性，實(shí)現(xiàn)技術(shù)安全管理。（2）在確定以此干擾源電壓數(shù)據(jù)U2的固定數(shù)值之后，就可利用如下公式，完成二次回路中干擾電壓UT的數(shù)值計(jì)算。而在這一公式中Z1為耦合電阻抗，Z2為對(duì)地電阻抗。

在對(duì)二次回路進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的過(guò)程中，應(yīng)提高抗干擾電容的容量，并在保護(hù)裝置的電源入口中，形成保護(hù)裝置。由此，在引入對(duì)地電阻抗數(shù)值的同時(shí)，統(tǒng)計(jì)出漏電容的具體數(shù)據(jù)，然后在對(duì)應(yīng)的耦合電阻抗數(shù)值中，完成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的分析。此時(shí)，將大地分布電容的數(shù)據(jù)狀態(tài)對(duì)接到二次回路的耦合電壓中，則可形成對(duì)地電阻抗的替換，并按照等效電阻抗與對(duì)地電阻抗數(shù)值，完成相應(yīng)內(nèi)容的計(jì)算分析。在獲得干擾電壓數(shù)據(jù)之后，可以在抗干擾電容中，防止靜電感應(yīng)的干擾狀態(tài)，并在無(wú)線電干擾條件下，使二次回路內(nèi)容中的高頻干擾產(chǎn)生抑制作用。雖然這一干擾形式會(huì)帶來(lái)一定的副作用，但在屏蔽成電聯(lián)的連接狀態(tài)，也可以對(duì)這一功能作出補(bǔ)充，并在屏蔽耦合電容的同時(shí)，形成電纜的層級(jí)屏蔽，以此保證接地傳入地網(wǎng)的執(zhí)行狀態(tài)。

2.3 消除磁感應(yīng)干擾

電磁感應(yīng)的干擾問(wèn)題，也是保證繼電安全風(fēng)險(xiǎn)控制的重要條件。在技術(shù)管理中，應(yīng)當(dāng)盡可能地減少干擾源與二次回路系統(tǒng)之間的互感狀態(tài)，并在縮減電磁感因的壓力的同時(shí)，維護(hù)整體二次回路內(nèi)的電力流通水平，消除可能存在的干擾電壓?jiǎn)栴}。而在這一內(nèi)容的分析中，可以引出干擾源與被干擾導(dǎo)線的互感公式：

式中：μ0為空氣導(dǎo)磁系數(shù);L為平行電纜芯長(zhǎng)度;a和b分別代表了兩根導(dǎo)線與干擾源之間的距離;φ為干擾源與導(dǎo)線之間的夾角數(shù)值。

在互感M與線纜長(zhǎng)度數(shù)值L之間，可以形成相互平行度，并由此在電纜溝道的設(shè)置中，保證一次載流導(dǎo)體與干擾電壓保持在穩(wěn)定狀態(tài)下，以此縮減平行段的整體長(zhǎng)度。注意，在計(jì)算公式中，當(dāng)出現(xiàn)a=b的情況后，二次回路中的負(fù)載電壓干擾之就會(huì)為零。在這一條件下，應(yīng)盡可能的使用相同活路電纜芯對(duì)電纜進(jìn)行設(shè)置，并避免回路正、負(fù)極電纜芯處在同一電纜內(nèi)。由此，保證低感應(yīng)電壓的處理效果。而在抗磁干擾技術(shù)中，還需對(duì)磁性材料進(jìn)行屏蔽處理，使干擾源與二次回路之間，始終保有電磁屏蔽物的隔絕狀態(tài)，以此消除二次回路中的感應(yīng)電壓?jiǎn)栴}。這一技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，往往體現(xiàn)為帶有電磁屏蔽技術(shù)的控制電纜。換言之，電磁屏蔽控制電纜的隔絕效果，正是應(yīng)用到了防電磁干擾的技術(shù)措施，在隔絕正、負(fù)極電流條件的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)防范效果的應(yīng)用目標(biāo)。

2.4 避免電位差干擾

為了消除電位差的干擾狀態(tài)，需要在變電所的系統(tǒng)建設(shè)中，對(duì)接地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使其形成完整技術(shù)體系的同時(shí)，保證整體繼電安全運(yùn)行的穩(wěn)定狀態(tài)。方法上，可以采用銅排連接方式作為基礎(chǔ)，在一定經(jīng)濟(jì)條件的支撐下，補(bǔ)充銅排的連接水平，并將電位差風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的危害概率降低調(diào)最小區(qū)間范圍內(nèi)，以此保證整體系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

同時(shí)，為了保證系統(tǒng)中各二次回路體系的良好絕緣狀態(tài)，防止出現(xiàn)電位差干擾條件，還需在地電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)較大電位差之后，將其對(duì)于二次回路絕緣狀態(tài)的影響效果，保證二次回路的正常運(yùn)行狀態(tài)。而在對(duì)電流互感器、電壓互感器進(jìn)行設(shè)備管理的過(guò)程中，也要針對(duì)結(jié)構(gòu)的二次回路設(shè)置，進(jìn)行規(guī)范化的技術(shù)操作。通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行電氣連接與接地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原則技術(shù)問(wèn)題，使接地處理的操作規(guī)范性可以被凸顯出來(lái)，并避免對(duì)整體技術(shù)體系產(chǎn)生負(fù)面影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)概念與目標(biāo)的論述，明確了現(xiàn)階段繼電保護(hù)工作中，存在的風(fēng)險(xiǎn)性問(wèn)題。而在分析其成因的技術(shù)上，針對(duì)性地提出了具體的整改策略，為相關(guān)的繼電保護(hù)工作，提供了應(yīng)用的指導(dǎo)技術(shù)條件。同時(shí)，變電站的技術(shù)工作人員也要注意站點(diǎn)運(yùn)行問(wèn)題，遠(yuǎn)不止文章所提內(nèi)容所能概括，在具體技術(shù)操作中，也要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化方法，為保證整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，作出持續(xù)性的努力，體現(xiàn)電力能源供應(yīng)的社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]張馳，謝民，劉宏君，等.基于語(yǔ)義網(wǎng)的智能站繼電保護(hù)隱性故障辨識(shí)診斷技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2019，47（14）：95～101.

[2]謝民，邵慶祝，王同文，等.省級(jí)電網(wǎng)智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2019，（7）：65～71.