變配電站繼電保護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用

于宏偉

摘 要：社會的高速發(fā)展，帶動著我國基礎(chǔ)性建設(shè)又好又快的發(fā)展，為城市化進(jìn)程的不斷加快提供了源源不斷的動力與機(jī)遇。電力建設(shè)一直以來都是我國基礎(chǔ)建設(shè)體系的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)實(shí)際和科學(xué)技術(shù)水平穩(wěn)步提高的發(fā)展形勢下，推動著我國電力建設(shè)也逐漸系統(tǒng)化、規(guī)模化起來。尤其是對于變配電站建設(shè)來說，其建設(shè)科學(xué)性、合理性、有效性則成為了電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的根本保障。基于此考慮，文章從變配電站安全問題出發(fā)，展開了繼電保護(hù)技術(shù)在變配電站中運(yùn)用情況的探究。

關(guān)鍵詞：變配電站；繼電保護(hù)；技術(shù)；研究；應(yīng)用

近幾年來，在以電網(wǎng)改造工程為電力建設(shè)主體思想的引導(dǎo)下，我國的電力發(fā)展發(fā)生巨大的改變，這也為我國電力經(jīng)濟(jì)更加穩(wěn)步增長與提高奠定了良好的基礎(chǔ)。無論是電網(wǎng)改造過程中，還是電力機(jī)制完善過程中，科學(xué)技術(shù)永遠(yuǎn)是作為不可或缺的有利支撐，由此，一些為提綱電力運(yùn)行安全，提高供電質(zhì)量的電力技術(shù)也就得以開發(fā)和應(yīng)用。繼電保護(hù)技術(shù)作為新型電力技術(shù)的代表，其效能發(fā)揮始終受到大家的關(guān)注，特別是在電力系統(tǒng)中重要部分的運(yùn)用，繼電保護(hù)技術(shù)是否能夠?qū)⑵涔δ芡昝赖恼宫F(xiàn)則顯得直觀重要。為了驗(yàn)證繼電保護(hù)技術(shù)的重大作用，由此，本文進(jìn)行了變配電站中繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況的系統(tǒng)研究。

1 變配電站中微機(jī)綜合保護(hù)裝置概述

某35kV變配電站，于90年代初開始投入運(yùn)行，由某電力公司110kV變配電站向其輸送電源。該變配電站共裝有兩臺功率為6300千瓦的裝機(jī)，年消耗電量可達(dá)4600萬千萬時(shí)，配有兩臺變壓器，主變壓器負(fù)責(zé)電壓調(diào)節(jié)，福變壓器用作故障時(shí)使用，兩臺變壓器共擁有18條輸出回路，輸出電壓為6千伏，運(yùn)行之初，常規(guī)保護(hù)屏為變配電站內(nèi)部主要配置，但是隨著工作的逐漸開展，常規(guī)保護(hù)屏暴露出了諸多弊端，比如運(yùn)行可靠性差、整定值精確度偏差大等，這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的阻礙。后來經(jīng)過研究，決定對變配電站實(shí)施改造、優(yōu)化和升級，加裝了由北京德威特電力系統(tǒng)自動化有限公司研發(fā)的微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)而是變配電的運(yùn)行情況得到了很大改善，給遠(yuǎn)程中心控制工作的開展提供了有利依據(jù)。

2 變配電中微機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)功能

變配電站中微機(jī)系列保護(hù)裝置

為了使改造更加車?yán)铩⒏觾?yōu)質(zhì)化，該35kV變配電站基于預(yù)期相對應(yīng)的35kV終端變電站所特點(diǎn)之上，將常規(guī)保護(hù)進(jìn)行了替換，更改為ISA-300系列微機(jī)綜合保護(hù)產(chǎn)品，通過與微機(jī)綜合系統(tǒng)的相互融合，進(jìn)而衍生出了一個龐大的綜合保護(hù)自動化系統(tǒng)。所謂ISA-300系列微機(jī)綜合保護(hù)產(chǎn)品出于監(jiān)控角度考慮，為了更加便捷、精確、舒適對配變電站運(yùn)行情況加以觀察和分析，專門設(shè)計(jì)的集人性化操作和中文界面于一身的微機(jī)控制產(chǎn)品。這種產(chǎn)品由于采用了自動化的控制方式和智能化的控制手段，因而可以實(shí)現(xiàn)多種功能，包括直流系統(tǒng)接地報(bào)警、事故音響信號、直流系統(tǒng)電壓低報(bào)警、預(yù)告音響信號等，在整個變電站的微機(jī)系列保護(hù)裝置中，共包含了四種保護(hù)功能，下面將進(jìn)行簡單的闡述。

（1）線路保護(hù)

線路微機(jī)保護(hù)裝置是變配電站線路保護(hù)的核心裝置，除三相一次合閘作為線路保護(hù)的重要環(huán)節(jié)外，還有兩種不可或缺的保護(hù)方式，他們分別是零序電流保護(hù)和距離保護(hù)。這兩種保護(hù)措施相互獨(dú)立控制，而各設(shè)置了出口跳閘回路，為了更好地實(shí)現(xiàn)兩種保護(hù)的作用，特對35kV線路和6kV線路添加了接地選線功能，同時(shí)在接線方式了也做了調(diào)整，改用二相二元的接線方式。

（2）變壓器保護(hù)

針對變配電站的變壓器保護(hù)問題上，微機(jī)系列保護(hù)裝置中共設(shè)置了兩種防護(hù)方法，一是后備保護(hù)，通過變配電站具體情況的觀察，TA主要提供對二次電流的保護(hù)，將三段復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)全部添加到了主變?nèi)齻?cè)當(dāng)中，其中與保護(hù)設(shè)置不同的是，35kV側(cè)出了基本的零序電壓保護(hù)之外，還設(shè)置了二段零序過流保護(hù)，而且為了使后備保護(hù)具有一定的選擇性，一、二段中采用了方向閉鎖的切斷方式。同時(shí)，由于后備保護(hù)是對變壓器最后一道保護(hù)程序，因而在功能上也有所擴(kuò)充，包括主變有載調(diào)壓閉鎖、過負(fù)荷發(fā)信號等功能的設(shè)置。二是差動保護(hù)，對于變壓器差動保護(hù)來說，主要依靠兩套差動保護(hù)來對變壓器實(shí)施保護(hù)，第一比率制動式差動保護(hù)，這種保護(hù)忽略了變壓器運(yùn)行過程中負(fù)荷電流所帶來的干擾，通過對變壓器中一些基本參量的變化情況，比如制動電流、差動電流等，就可對變壓器中短路故障進(jìn)行準(zhǔn)確地分析和判別，另外對有關(guān)非電量保護(hù)、記錄等問題，比率制動式差動保護(hù)也可實(shí)現(xiàn)；第二差動速斷保護(hù)，這一保護(hù)措施主要針對是變壓器內(nèi)部故障，一旦變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，保護(hù)裝置就會發(fā)出關(guān)于差動電流的速斷電流保護(hù)，接著就會作出跳閘指令。

（3）非電量保護(hù)

實(shí)際生活中，非電量信號形式很多，例如油溫、瓦斯、油位等，如果非電量信號由變壓器本身發(fā)出，那么此時(shí)微機(jī)系列保護(hù)裝置就會由專門的裝置實(shí)施非電量保護(hù)操作，非電量保護(hù)啟動后就會做出一系列的連鎖反省，當(dāng)啟動保護(hù)進(jìn)行完跳閘操作后，非電量保護(hù)裝置立即實(shí)行對幾點(diǎn)起的跳閘操作，這樣就會徹底將電量與非電量保護(hù)問題分開解決。

3 微機(jī)綜合保護(hù)測控裝置功能實(shí)現(xiàn)

配備微機(jī)系列保護(hù)裝置后的變配電站共包含兩個核心部分，分別為保護(hù)部分和監(jiān)控部分。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是作為監(jiān)控部分的中心，由于分布式結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立控制、獨(dú)立運(yùn)行、維護(hù)便捷等特點(diǎn)，因而分層分布式也成為了微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。主控層和現(xiàn)場層是分層分布式結(jié)構(gòu)的重要組成部分，主控層受一臺人工控機(jī)進(jìn)行控制，系統(tǒng)平臺采用是Windows2000操作系統(tǒng)，為了滿足變電站的運(yùn)用需求，主控層中進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，附加了輔機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行監(jiān)視、保護(hù)定值等10余個檢測任務(wù)。主控層的功能十分強(qiáng)大，幾乎能夠覆蓋到變配電站中的所有區(qū)域，主要有功能語音報(bào)警功能，這一功能主要通過人機(jī)交互界面得以實(shí)現(xiàn)；監(jiān)視功能，負(fù)責(zé)對變電站基本參數(shù)的監(jiān)測和記錄；自動調(diào)節(jié)功能，根據(jù)變電站運(yùn)行情況，處于經(jīng)濟(jì)性、那全興考慮，實(shí)行自動電壓控制；數(shù)據(jù)分析功能，主要是變配電站現(xiàn)場各種檢測量的采集和處理。而35kV基本參量的采集工作則由現(xiàn)場層進(jìn)行處理，利用微機(jī)綜合保護(hù)控制器將采集的導(dǎo)數(shù)據(jù)一次傳達(dá)到一體工控機(jī)，由一體工控機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)情況來對變變配電站進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。兩側(cè)結(jié)構(gòu)通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)保存等功能。兩層設(shè)備工作過程中成獨(dú)立狀態(tài)，互不干擾，互不影響，當(dāng)任何一側(cè)不進(jìn)行工作時(shí)，將會有里層設(shè)備接替工作，不會對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生任何阻礙。

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