繼電保護綜合自動化系統裝置及檢修分析

黃建新

（金華電業局高壓工區，浙江 建德 311600）

前言

隨著微機繼電保護裝置的廣泛應用和變電站綜合自動化水平的不斷提高,各種智能設備采集的模擬量、開關量、一次設備狀態量大大增加,運行人員可以從中獲取更多的一、二次設備的實時信息。但是,由于目前的微機型二次設備考慮較多的是對以往設備功能的替代,導致這些設備基本上是獨立運行,致使它們采集的大量信息白白流失,未能得到充分利用。

電網是一個不可分割的整體,對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用,對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。近幾年,計算機和網絡技術的飛速發展,使綜合利用整個電網的一、二次設備信息成為可能。電網繼電保護綜合自動化系統就是綜合利用整個電網智能設備所采集的信息,自動對信息進行計算分析,并調整繼電保護的工作狀態,以確保電網運行安全可靠的自動化系統。

1 電力系統中運行時出現的狀態

當電力系統出現不正常的運行狀態時，繼電保護裝置能及時發出信號或警報,通知運行值班人員進行處理；而當供電系統中發生事故時，它能自動地將故障切除，限制事故的范圍。繼電保護及自動裝置是電力系統的重要組成部分。對保證電力系統的安全經濟運行，防止事故發生和擴大起到關鍵性的作用。目前，有數據表明：電力系統因繼電保護引起的事故呈上升趨勢，造成局部電網解列失壓，帶來不少經濟損失，對電網安全構成很大威脅。

2 對繼電保護裝置的基本要求

繼電保護裝置的基本要求

3 繼電保護裝置的校驗周期及內容

為了保證電力系統故障情況下，繼電保護裝置能正確動作，對運行中的繼電保護裝置及其二次回路應定期進行校驗和檢查。對一般10kV 用戶的繼電保護裝置，應每兩年進行一次校驗；對供電可靠性要求較高的用戶以及60kV及以上的用戶,一般每年應進行一次校驗。此外，在繼電保護裝置進行設備改造、更換；檢修后以及在發生事故后，都應對其進行補充校驗。對于變壓器的瓦斯保護，應結合變壓器大修同時進行檢驗。對瓦斯繼電器，一般每三年進行一次內部檢查，每年進行一次充氣試驗。對運行中的繼電保護裝置，應按下列項目進行驗：a.對繼電器進行機械部分檢查及電氣特性試驗。b.二次回路絕緣電阻測量。c.二次通電試驗d.保護裝置的整組動作檢驗。

4 繼電保護裝置及二次線巡視檢查

變、配電所的值班人員應定期對繼電保護裝置及其二次線進行巡視檢查，內容如下。

4.1 各類繼電器外殼有無破損，整定值的位置是否變動。

4.2 查看繼電器有無接點卡住、變位傾斜、燒傷、脫軸、脫焊等情況。

4.3 感應型繼電器的圓盤轉動是否正常，經常帶電的繼電器接點有無大的抖動及磨損，線圈及附加電阻有無過熱現象。

4.4 壓板及轉換開關的位置是否與運行要求一致。

4.5 各種信號指示是否正常。

4.6 有無異常聲響、發熱冒煙以及燒焦等異常氣味。

5 繼電保護裝置的運行維護

5.1 在繼電保護裝置的運行過程中，發現異常現象時，應加強監視并立即向主管部門報告。

5.2 繼電保護動作開關跳閘后，應檢查保護動作情況并查明原因。恢復送電前，應將所有的掉牌信號全部復歸，并記入值班記錄及繼電保護動作記錄中。

5.3 檢修工作中，如涉及供電部門定期校驗的進線保護裝置時，應與供電部門進行聯系。

5.4 值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換轉換開關及卸裝保險等工作。

5.5 在二次回路上的一切工作，均應遵守《電氣安全工作規程》的有關規定，并有與現場設備符合的圖紙作依據。傳統的變電站二次設備檢修，依據《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求，對繼電保護、安全自動裝置及二次回路接線進行定期檢驗，以確保裝置完好、功能正常，確保回路接線及定值正確。若保護裝置在兩次校驗之間出現故障，只有等保護裝置功能失效或等下一次校驗才能發現。如果這期間電力系統發生故障，保護將不能正確動作。保護裝置異常是電力系統非常嚴重的問題。因此，電氣二次設備同樣需要進行狀態監測，實行狀態檢修模式。

6 電網繼電保護綜合自動化系統的功能分析

6.1 實現繼電保護裝置對系統運行狀態的自適應

電網繼電保護的整定計算十分復雜,由于傳統的繼電保護以預先整定、實時動作為特征,保護定值必須適應所有可能出現的運行方式的變化。電網繼電保護綜合自動化系統可以徹底改變這種局面。只要在調度端的服務器安裝故障計算及繼電保護定值綜合分析程序,依靠從EMS 系統獲得的系統一次設備的運行狀態,就可以迅速準確的判出當前繼電保護裝置整定值的可靠性,如出現部分后備保護定值不配合時,根據從調度管理系統獲得的線路縱聯保護及母差保護的投入情況,確定是否需要調整定值。如需要調整,可通過調度端服務器向變電站的客戶機下達指令,由客戶機動態修改保護定值,從而實現繼電保護裝置對系統運行狀態的自適應。以上所有計算分析工作,均依靠調度端服務器實時自動完成,這樣,繼電保護整定值就無需預先考慮那些出現機率很小的組合方式,從而解決困擾繼電保護整定計算工作的不同運行方式下可靠性與選擇性存在矛盾的問題。為提高可靠性,保護定值的自適應可與調度系統的檢修申請相結合。

當電網繼電保護綜合自動化系統從調度管理系統獲得計劃檢修工作申請后,即通過計算分析,事先安排定值的調整,并做相應的事故預想(如在檢修基礎上再發生故障時保護的配合關系計算),從而大大提高系統繼電保護裝置的效能和安全水平。

6.2 實現對各種復雜故障的準確故障定位

目前的保護和故障錄波器的故障測距算法,一般分為故障分析法和行波法兩類。其中行波法由于存在行波信號的提取和故障產生行波的不確定性等問題而難以在電力生產中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準確進行故障定位,必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運行方式、與相鄰線的互感等信息,很顯然,僅利用保護或故障錄波器自己采集的數據,很難實現準確的故障定位。另外,對于比較復雜的故障,比如跨線異名相故障,單端分析手段已經無法正確判斷故障性質和故障距離,因此,往往出現誤報。

6.3 完成事故分析及事故恢復的繼電保護輔助決策

系統發生事故后,往往有可能伴隨著其它保護的誤動作。傳統的事故分析由人完成,受經驗和水平的影響,易出現偏差。由于電網繼電保護綜合自動化系統搜集了故障前后系統一次設備的運行狀態和變電站保護和故錄的故障報告,可以綜合線路兩端保護動作信息及同一端的其它保護動作信息進行模糊分析,并依靠保護和故錄的采樣數據精確計算,從而能夠迅速準確的做出判斷,實現事故恢復的繼電保護輔助決策。

6.4 實現繼電保護裝置的狀態檢修

根據以往的統計分析數據,設計存在缺陷、二次回路維護不良、廠家制造質量不良往往是繼電保護裝置誤動作的主要原因。由于微機型繼電保護裝置具有自檢及存儲故障報告的能力,因此,可以通過電網繼電保護綜合自動化系統實現繼電保護裝置的狀態檢修。

6.5 線路縱聯保護退出引起的系統穩定問題進行分析,并提供解決方案

隨著電網的發展,系統穩定問題日益突出。故障能否快速切除成為系統保持穩定的首要條件,這就對線路縱聯保護的投入提出較高要求。但是,在目前情況下,由于通道或其它因素的影響,導致線路雙套縱聯保護退出時,只能斷開線路以保證系統穩定和后備保護的配合。

6.6 系統中運行的繼電保護裝置進行可靠性分析

通過與繼電保護管理信息系統交換保護配置、服役時間、各種保護裝置的正動率及異常率等信息,電網繼電保護綜合自動化系統可以實現對繼電保護裝置的可靠性分析。特別是當某種保護或保護信號傳輸裝置出現問題,并暫時無法解決時,通過將此類裝置的可靠性評價降低,減輕系統對此類保護的依賴,通過遠程調整定值等手段,實現周圍系統保護的配合,防止因此類保護的拒動而擴大事故。

7 結束語

我們可以看到電網繼電保護綜合自動化系統的實現,將給電網繼電保護工作帶來一次質的飛躍,它將能大大強繼電保護的效能和可靠性,對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。希望今后科研、運行、設計人員加強對綜合利用整個電網的一、二次設備信息的研究,爭取盡快將此類系統投入電網運行。

[1]蒼洪途，任麗茹.電網繼電保護綜合自動化系統的研究[J].吉林電力，2005-02-28.