智能變電站繼電保護配置分析

安徽省合肥供電公司 李 品 林志勇

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智能變電站繼電保護配置分析

安徽省合肥供電公司 李 品 林志勇

【摘要】對于智能變電站來說，繼電保護配置是其十分關鍵的構(gòu)成部分，在繼電保護配置滿足各種性質(zhì)的基礎上，可以把整個繼電保護配置分解成不同層次。本文針對智能變電站的繼電保護配置進行全面的分析，從而有效的提高智能變電站繼電保護的安全性和可靠性。

【關鍵詞】智能變電站；繼電保護；配置

引言

近幾年，在電力系統(tǒng)的不斷建設中，智能電氣裝備開始被廣泛普及，而且與這種裝備配置有關的技術也開始逐漸增多，使得現(xiàn)代化的智能變電站開始成為變電站的未來發(fā)展趨勢。在科學技術發(fā)展的今天，這種繼電保護配置在智能變電站中已經(jīng)成為了十分重要的組成部分，同時也受到了人們的高度關注，因此，為了進一步提高智能變電站的有效性和穩(wěn)定性，需要對變電站內(nèi)繼電保護系統(tǒng)通訊互聯(lián)網(wǎng)、以及各種方式等內(nèi)容做統(tǒng)一管理，所以我們對該繼電保護配置的分析和研究也十分有必要。

一、繼電保護配置分析

目前，隨著國家電力行業(yè)的快速發(fā)展，相關領域?qū)^電保護設備的要求越來越高，互聯(lián)網(wǎng)絡科學技術的快速發(fā)展又給繼電保護技術帶來了新的活力，在一段時間的發(fā)展進程中，變電站繼電保護已走進微機繼電保護的發(fā)展階段。一臺完整的繼電保護裝置主要由兩部分組成，分別是硬件和軟件。其中，軟件主要指在計算機程序中，根據(jù)相關的保護原理對硬件加以控制，按照順序完成計算機中各種執(zhí)行命令的操作。其硬件配置主要包括數(shù)字核心部件、模擬量輸入接口部件和開關量輸入接口部件，下面我們就來具體分析一下。

1.數(shù)字核心部件

繼電保護中硬件配置的數(shù)字核心部件主要是一臺專門設計的微型計算機，通常由中央處理器、存儲器等各個部分構(gòu)成，在數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的作用下形成一個完整的系統(tǒng)。繼電保護程序主要在數(shù)字核心部件中指揮每一個外圍接口的部件進行運轉(zhuǎn)，從而達到處理數(shù)字信號的目的，最終實現(xiàn)其保護原理。

2.模擬量輸入接口部件

繼電保護裝置在判斷電力系統(tǒng)是否處在不正常狀態(tài)時依據(jù)的主要是模擬電量。電力系統(tǒng)中的模擬電量包括交流電量、直流電量和各種非電量。而模擬量輸入接口部件主要是把電力傳感器輸入的模擬電量準確的轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量，并把其運輸?shù)綌?shù)字核心部件中加以處理。

3.開關量輸入接口部件

開關量主要是能夠反映出“是”或者“不是”這兩個狀態(tài)的邏輯變量，比如控制信號中“有”或者“沒有”等等。變電站中的繼電保護裝置通常需要掌握開關量的實際狀況才能做出精準的反映，從而避免內(nèi)部弱點電子電路不受外界的侵入。

二、繼電保護配置機構(gòu)

目前，數(shù)字化變電站主要是在自動化一次設備的基礎上增加網(wǎng)絡化的二次設備，并以IEC61850為前提，最終達到資源共享的目標，同時具有繼電保護等功能的一種現(xiàn)代化變電站。

1.過程層

過程層在對繼電進行保護時主要是運用快速跳閘裝置進行的。先對電力運行過程中的電氣量進行監(jiān)控，例如電流、相位等，并在交換機的作用下在網(wǎng)絡中達到傳遞信息的目的。其次，要檢測各種運行設備的參數(shù)以及其隔離開關等設備的工作狀態(tài)等。然后，需對直流電源的充放電加以控制。

2.間隔層

間隔層主要起到保護和控制設備的作用，對間隔層的數(shù)據(jù)進行實時采集，并控制命令所發(fā)出的優(yōu)先級別等等。

3.控制層

控制層的設備有主機、轉(zhuǎn)換器等等。它的作用主要是對整個變電站的數(shù)據(jù)進行實時匯總并整理，刷新數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，并把所收集到的信息傳輸給監(jiān)控中心，除此之外，還可以運用各種不同的運行方式，預先結(jié)合離線定制整定算法，確定系統(tǒng)在運行過程中對所產(chǎn)生的狀況自動切換到已經(jīng)事先設定好的保護定值區(qū)內(nèi)。智能變電站根據(jù)對象所進行保護裝置的配置和使用常規(guī)互感器是一樣的，將傳統(tǒng)方法中的保護裝置，即交流量插件以光纖接口替換。

三、繼電保護的相關問題

1.在智能變電站的系統(tǒng)中，電流速斷是主要保護方法，這種保護是在最大運行狀態(tài)下利用系統(tǒng)線路的末端三相短路電流。不過因這種保護方式的靈敏度大于1.2，所以要把動作電流值取得稍微小一點，如果線路過長，或者配電變壓器過多時，動作電流值就要取更小的數(shù)值。整定過程中，如果未充分考慮電流速斷保護的作用，變壓器投入運行后，由于勵磁涌流的初始值會過大，遠大于無時限速斷保護定值，會導致后續(xù)恢復供電后發(fā)生頻繁跳閘等狀況。

2.最近幾年，隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，在各個行業(yè)中的應用較為普及，導致變電站中的短路電流發(fā)生改變，假若變電出口發(fā)生短路時，那么短路電流就會這種現(xiàn)象的影響下逐漸增大，嚴重時會比普通電流高出幾百倍。一般情況下，短路電流倍數(shù)大，其互感器的誤差相對較大，進而導致低靈敏電流速斷保護無法執(zhí)行其操作命令。

3.二次回路問題。變電站的保護系統(tǒng)中，二次回路數(shù)量多，其接線問題相對來說難度也較大，通常這一問題是產(chǎn)生故障的高發(fā)階段。在對該設備進行檢驗過程中，大多數(shù)操作人員主要針對設備本體檢測，對二次回路的接線檢測重視程度不夠，進而導致工作狀況下發(fā)生二次回路的接線故障，例如回路不暢通等等。

四、繼電保護配置實施的保護

1.過電流保護

對于電力系統(tǒng)來說，因其外部短路發(fā)生問題很容易導致電流在運行狀態(tài)下出現(xiàn)負荷電流，這樣會造成數(shù)值相差過大，但是如果當外部故障發(fā)生問題時，發(fā)電機中的過流保護會出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，如果發(fā)生負荷故障時，那么電力系統(tǒng)保護裝配的行動信號會發(fā)生反應。為了加強繼電保護的有效性，提高故障原因的辨識度，工作人員應在過電流保護中添加低電壓原件，在變電站的繼電保護系統(tǒng)中為了可以更好的區(qū)分故障發(fā)生的原因，必須在過電流保護中加入相應的低電壓元件，因此，該保護系統(tǒng)是由低電壓元件和過電流元件所構(gòu)成。

2.變壓器保護配置

變壓器保護配置所使用的是分布式裝置，這樣可以起到差動保護的作用。變壓器的后備保護主要應用集中式配置方式加以保護，針對非電量保護裝置來說，它主要是應用獨立式安裝的方式進行的，其安裝方式是在電纜的作用下直接把斷路器跳閘引入進來。

3.復合電壓過電流保護

在變電站的系統(tǒng)中，所使用的復合電壓過電流保護主要是應用到變壓器保護靈敏度無法達到要求的變壓器系統(tǒng)中。其工作原理分析如下：變電站系統(tǒng)中，不對稱短路事故發(fā)生時，則會使電流繼電器隨之運作，此時常閉觸頭會斷開，低壓繼電器失壓，常閉觸頭閉合，啟動中心繼電器。如果想讓電流繼電器在常開觸頭的作用下啟動時間繼電器，那么則需要運用整定延時將啟動信號以及出口繼電器使變壓器兩側(cè)斷路器斷開。如果發(fā)生短路狀態(tài)時，則會在剎那間發(fā)生短時負序電壓，那么就會導致電壓繼電器失去電壓，當負序電壓沒有后，其常閉觸頭會閉合，因此可以進一步的提高電壓元件的靈敏度。

五、結(jié)語

現(xiàn)階段，變電站發(fā)展迅速，為繼電保護的未來發(fā)展也帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。智能變電站中的繼電保護配置相對復雜，所以一定要確保該系統(tǒng)的可靠性和靈敏性。在繼電保護過程中，要運用智能變電站中較為先進的科學技術，讓繼電保護配置可以最大限度的在智能變電站中發(fā)揮出其應有的作用，并及時切除系統(tǒng)中的故障。另外，還要按照不同電壓等級的變電站制定出不同的繼電保護配置方案，從而全面提高其繼電保護的有效性，這對電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行起到一定的積極作用。

參考文獻

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