智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)問題及策略研究

黃華 袁志俊 梁昊

摘要：在當(dāng)前社會(huì)背景下，隨著電力市場(chǎng)需求量逐步提高，不僅電力系統(tǒng)的建設(shè)逐漸增加，而且規(guī)模日益擴(kuò)大，雖然為電力事業(yè)的發(fā)展帶來了良好的機(jī)遇，但由于電力系統(tǒng)具有一定的特殊性，所以一旦在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)故障，勢(shì)必影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民日常生活，所以針對(duì)于此，則需要加強(qiáng)保護(hù)工作力度，通過繼電保護(hù)系統(tǒng)的有效應(yīng)用，促進(jìn)智能變電站的工作水平不斷提高。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);問題分析

一、智能變電站概述

要大幅提高智能變電站的工作效率，具體的工作內(nèi)容較為復(fù)雜，對(duì)行業(yè)來說是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)，特別是計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更是其中的重點(diǎn)和關(guān)鍵，這些技術(shù)能大幅提高網(wǎng)絡(luò)信息交流與傳輸?shù)男?，結(jié)合我國(guó)電力行業(yè)的實(shí)際情況來看，智能變電站主要有兩個(gè)優(yōu)越之處：首先就是一次智能化;其次就是二次智能化。對(duì)智能變電站進(jìn)行利用和建設(shè)，有利于降低電力行業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有很大的幫助，除此之外，智能變電站與傳統(tǒng)的變電站相比，在光纜的設(shè)置上也有很多不同，傳統(tǒng)的變電站容易出現(xiàn)電磁的兼容問題，但是在智能變電站中一般不會(huì)出現(xiàn)，對(duì)穩(wěn)定用電環(huán)境有著很大的幫助，智能變電站主要可以劃分成三層：變電間隔層、變電過程層和變電站控層。在這三者之間可以說實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的互通，自然也就為信息的處理和分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、智能變電站繼電保護(hù)的配置和原則

隨著我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)提出智能電網(wǎng)革新開始，智能變電站已經(jīng)成為建設(shè)發(fā)展的重要內(nèi)容。對(duì)比傳統(tǒng)變電站可知，110kV智能變電站作為常見類型，在實(shí)踐發(fā)展中有效結(jié)合了設(shè)備與檢測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化革新。由于繼電保護(hù)系統(tǒng)屬于電網(wǎng)建設(shè)及智能變電站運(yùn)行的安全保護(hù)防線，因此在實(shí)踐工作中，若想要保障110kV智能變電站運(yùn)行質(zhì)量安全，必須要加大對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)注，只有這樣才能為城市用電提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。通常情況下，繼電保護(hù)的主要目標(biāo)有母線、電力系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等內(nèi)容。

更為關(guān)鍵的是，在為110kV智能變電站配備繼電保護(hù)的過程中，不僅要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行操作，還要符合以下原則：其一，選擇具備快速性、科學(xué)性及靈敏性等特點(diǎn)的保護(hù)系統(tǒng)，這也是實(shí)踐系統(tǒng)運(yùn)行提出的主要要求;其二，在處理110kV及以上高電壓的情況下，要確保GOOSE網(wǎng)與站控層網(wǎng)絡(luò)在配置繼電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)具有獨(dú)立性，換句話說彼此不能影響實(shí)踐工作;其三，在110kV及以上高電壓背景下，在處理單母線分段與雙母線接線方式的過程中，必須要配備適宜的電子式互感器;其四，在低于110kV的情況下，要保障智能終端的有效性與安全性。

三、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的若干問題

3.1越級(jí)跳閘及延時(shí)跳閘

越級(jí)跳閘及延時(shí)跳閘為當(dāng)前在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中最為常見的兩種問題，當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中開關(guān)保護(hù)部分出現(xiàn)錯(cuò)誤選擇配合的情況，繼而導(dǎo)致越級(jí)跳閘問題的發(fā)生。根據(jù)既有數(shù)據(jù)顯示，在電網(wǎng)中負(fù)荷越是密集的部分，使用開關(guān)站越廣泛，相應(yīng)的問題也更集中。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的某一處線路部分出現(xiàn)短路的情況時(shí)，整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)的情況，這可能會(huì)導(dǎo)致短路問題的嚴(yán)重化，然后會(huì)基于繼電保護(hù)系統(tǒng)中的后備保護(hù)裝置進(jìn)行延時(shí)跳閘，以保護(hù)整個(gè)電網(wǎng)。

3.2母線全停及誤動(dòng)

當(dāng)智能電網(wǎng)中的任何一個(gè)并聯(lián)狀態(tài)下的母線出現(xiàn)故障問題時(shí)，即會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中的兩端母線都出現(xiàn)全面停止運(yùn)作的情況，這是當(dāng)前智能變電站在使用中常見的繼電保護(hù)系統(tǒng)問題之一。此外，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中，其運(yùn)行方式發(fā)生了突發(fā)性改變，也會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的“四性”發(fā)生相應(yīng)的改變，繼而也會(huì)引起繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)的問題。

3.3計(jì)算失誤及人為失誤

計(jì)算失誤是指在繼電保護(hù)系統(tǒng)的定值整定計(jì)算中出現(xiàn)了故障的情況，這種計(jì)算失誤常常會(huì)導(dǎo)致整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作面臨巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)，也是目前智能電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的主要問題之一。除系統(tǒng)計(jì)算之外，在人為操作部分，如

果繼電保護(hù)系統(tǒng)的安裝人員在安裝的過程中沒有完全依照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正確的接線，亦或是系統(tǒng)的運(yùn)行人員在操作過程中出現(xiàn)一些操作上的誤差也會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)故障的發(fā)生。根據(jù)既有的數(shù)據(jù)顯示，目前智能變電站中繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行所面臨的主要問題發(fā)生原因近四成都是人員因素，需要特別注意。

四、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的提升策略

4.1提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性

結(jié)合智能變電站的實(shí)際工作內(nèi)容來看，包含很多具體的電子裝置，數(shù)字化裝置是其中的重點(diǎn)，電力行業(yè)在工作過程中容易受到很多不穩(wěn)定因素的影響，也會(huì)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。這時(shí)可以利用冗余技術(shù)完成系統(tǒng)的自檢工作，對(duì)工作過程的不穩(wěn)定因素進(jìn)行把握，在必要時(shí)能在很大程度上降低損失，定量分析也是工作中的重點(diǎn)。

4.2提高管理工作的可靠性

實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的合理利用，能有效提高智能變電站的工作穩(wěn)定性，對(duì)后期的數(shù)字化建設(shè)也有很大的幫助，在智能變電站的運(yùn)營(yíng)過程中，要對(duì)相關(guān)的電子設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行完善，提高電子設(shè)施運(yùn)行的整體安全性，同時(shí)還要考慮到電磁兼容等問題，在必要時(shí)進(jìn)行相關(guān)預(yù)警機(jī)制的建立，從而充分發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)的積極作用，更好應(yīng)對(duì)變電站工作中的不穩(wěn)定因素。

4.3提高工作人員的素質(zhì)

提高工作人員的素質(zhì)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，同時(shí)也需要行業(yè)的群策群力，主要來說有以下幾個(gè)方面的工作有待推進(jìn)：首先可以提高電力行業(yè)的入職門檻，從根本上提高行業(yè)工作人員的素質(zhì);其次就是充分利用后期培訓(xùn)工作的作用，一方面對(duì)工作人員的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行提高，另一方面提高工作人員的綜合素質(zhì)，為智能變電站的建設(shè)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.4合理利用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)是通過間隔智能終端機(jī)實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的提供，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，當(dāng)然對(duì)采樣值組網(wǎng)進(jìn)行利用也能達(dá)到類似的效果，在信息傳遞中，母差保護(hù)裝置的容納量會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)報(bào)文流量的影響，不利于提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，這時(shí)就要對(duì)交換機(jī)的配置進(jìn)行合理調(diào)整，光纖口是其中的重點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理利用，需要行業(yè)工作人員完善對(duì)這種結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，增強(qiáng)對(duì)備用芯的使用力度，提高環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效率。

五、結(jié)語

綜上所述，本文在對(duì)變電站繼電保護(hù)的相關(guān)概念和理論予以概述的基礎(chǔ)上，就當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的若干問題及避免措施進(jìn)行了探究，得出以下幾點(diǎn)研究結(jié)論：在智能變電站相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，其繼電保護(hù)系統(tǒng)需要結(jié)合智能變電站的技術(shù)革新，在技術(shù)更新上也不斷跟進(jìn)，保障智能變電站的供電穩(wěn)定性，當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的問題主要包括越級(jí)跳閘及延時(shí)跳閘、母線全停及誤動(dòng)、計(jì)算失誤及人為失誤，針對(duì)于這些問題可通過加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用、提升改造技術(shù)水平、提高運(yùn)作操作精準(zhǔn)性、強(qiáng)化保護(hù)裝置質(zhì)量檢驗(yàn)工作等措施予以避免。

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