變電站繼電保護(hù)相關(guān)問題的探討

程曉君 楊愷晉

【摘 ?要】繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)最重要的二次系統(tǒng)。它對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行起著極為重要地作用。隨著近年來微機(jī)繼電保護(hù)的不斷投入，以往的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已逐漸不適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，因此。我們需要尋求更加完善的檢驗(yàn)方法，只有系統(tǒng)、全面、準(zhǔn)確地進(jìn)行繼電保護(hù)檢驗(yàn)。才能確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;繼電保護(hù);配置原則;檢測(cè)內(nèi)容

1 關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)的相關(guān)內(nèi)容

1.1 概述

在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，最為重要的內(nèi)容就是智能變電站的建設(shè)。與傳統(tǒng)變電站不一樣的是，智能變電站中的信息處理，往往需要從智能化、數(shù)字化的方向去收集、分析以及處理。同時(shí)，在智能變電站中軟件和硬件的使用方面，也需要采用智能化、規(guī)范化的通信協(xié)議。相對(duì)于傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站比較明顯的優(yōu)點(diǎn)就是其是以網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)為載體進(jìn)行工作的，使得繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠智能化、自動(dòng)化的運(yùn)行。所以，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，是高效、全方位采集和應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)的必要基礎(chǔ)，也是保證變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。

1.2 關(guān)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.2.1 信息處理更加靈活

與常規(guī)變電站最大的不同就是智能站信息傳輸?shù)臄?shù)字化。電流電壓采樣可以采用常規(guī)的互感器，也可以采用光學(xué)互感器、電子式互感器等。借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，各種數(shù)據(jù)通過光纖將過程層、間隔層及站控層聯(lián)系起來，進(jìn)行信息的訂閱與發(fā)送。這種信息傳輸方式，更加靈活、穩(wěn)定、高效。其不僅在信息處理方面更加靈活，而且能夠自動(dòng)借助智能化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來減少變電站中的二次回路連接線的數(shù)量。這樣一來，智能變電站也能夠更加安全、可靠地運(yùn)行，為電網(wǎng)的正常工作提供保障。

1.2.2 檢測(cè)系統(tǒng)故障迅速

在實(shí)際情況中，智能站繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠檢測(cè)電力系統(tǒng)中的故障問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中所潛在的隱患問題。在某個(gè)電力設(shè)備或者是電子元件出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)還能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)處理。

1.2.3 安裝使用非常方便

由于智能站大量減少二次電纜的使用，所以繼電保護(hù)系統(tǒng)采購與安裝所消耗的成本比較低，操作起來很簡單，安裝起來也非常方便。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中所使用的材料大都比較輕，不僅有利于電力施工、提高安裝效率，也能夠在一定程度上減少占據(jù)空間。

2 各設(shè)備的保護(hù)配置

2.1線路保護(hù)

對(duì)于110KV智能變電站，站內(nèi)保護(hù)、測(cè)控功能宜一體化，按間隔單套配置。線路保護(hù)直接采樣、直接跳斷路器;經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)斷路器失靈、重合閘等功能。

2.2變壓器保護(hù)

按照規(guī)程要求，110KV變壓器電量保護(hù)宜按雙套進(jìn)行配置，且應(yīng)采用主、后備保護(hù)一體化配置。若主、后備保護(hù)分開配置，后備保護(hù)宜與測(cè)控裝置一體化。

當(dāng)保護(hù)采用雙套配置時(shí)，各側(cè)合并單元（MU）、各側(cè)智能終端均宜采用雙套配置;中性點(diǎn)電流、間隙電流并入相應(yīng)側(cè)MU。

2.3母聯(lián)（分段）保護(hù)

分段保護(hù)的實(shí)施方案與圖1所示的線路保護(hù)類似，而且結(jié)構(gòu)更為簡單。分段保護(hù)裝置直接與合并單元和智能終端連接，分別實(shí)現(xiàn)不通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的直接采樣和直接跳閘功能;同時(shí)，保護(hù)裝置、合并單元和智能終端等設(shè)備，均通過相互獨(dú)立的GOOSE網(wǎng)絡(luò)和SV網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的跨間隔傳輸。按照規(guī)程要求，110KV分段保護(hù)按單套配置，宜實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控的一體化。110KV分段保護(hù)跳閘采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直跳，其他保護(hù)（主變保護(hù)）跳分段采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式;母聯(lián)（分段）保護(hù)啟動(dòng)母線失靈可采樣GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3 站內(nèi)繼電保護(hù)的測(cè)試檢驗(yàn)

繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線，必須遵循可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性的原則。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)繼電保護(hù)“四性”的要求不僅沒有降低，反而提出了更高的要求。智能變電站應(yīng)在保證繼電保護(hù)功能不變的基礎(chǔ)上，改進(jìn)繼電保護(hù)信息共享、互操作的方式，即設(shè)備間交換信息的方式。

由于智能變電站中，電磁式互感器被電子式互感器代替，變壓器、斷路器等一次設(shè)備也加裝了智能單元，使得原來保護(hù)裝置與外界的連接介質(zhì)全由光纖取代，信息全由網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備傳遞。針對(duì)這樣的變化必須提出智能變電站保護(hù)設(shè)備的測(cè)試方案。由于保護(hù)裝置沒有發(fā)生變化，變化的只是信息的傳遞方式，因此保護(hù)的邏輯功能檢驗(yàn)和原來一致，可以沿用原來成熟的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)變化的部分提出新的測(cè)試方法，主要有如下幾點(diǎn)。

（1）原來輸入保護(hù)裝置的電壓、電流模擬量由來自合并器的光數(shù)字信號(hào)代替。傳統(tǒng)的保護(hù)測(cè)試儀只能輸出模擬量，而目前已有光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀，可以用光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀直接從保護(hù)裝置的光纖以太網(wǎng)口輸入測(cè)試。這樣的數(shù)字信號(hào)是沒有誤差的，以前的零漂、采樣精度檢驗(yàn)步驟可以省略。但必須考慮有跨間隔數(shù)據(jù)要求的保護(hù)裝置（如變壓器差動(dòng)保護(hù)、母線保護(hù)）在不同間隔間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，到達(dá)時(shí)間的同步性，如不確定或差距校大，將很難滿足保護(hù)裝置的要求。

（2）在相同的一二次設(shè)備條件下，與傳統(tǒng)保護(hù)接點(diǎn)直接跳閘方式相比，智能變電站繼電保護(hù)采用GOOSE報(bào)文發(fā)信經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)給智能終端發(fā)跳閘命令（如果有了智能開關(guān)則沒有這個(gè)環(huán)節(jié)）。采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)，繼電保護(hù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸跳閘和相互之間的啟動(dòng)閉鎖信號(hào)，與傳統(tǒng)回路方式相比，其可靠性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的可靠性和運(yùn)行檢修擴(kuò)建的安全性上。

（3）原來保護(hù)裝置輸出的各種信號(hào)由基于GOOSE協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號(hào)，代之以優(yōu)先級(jí)別有差異的GOOSE報(bào)文。可通過整組傳動(dòng)試驗(yàn)來驗(yàn)證保護(hù)裝置輸入、輸出信號(hào)的正確性與實(shí)時(shí)性。

4 繼電保護(hù)工作的故障處理

繼電保護(hù)工作主要有裝置選型設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、驗(yàn)收投運(yùn)、運(yùn)行維護(hù)等階段，我們下面對(duì)于每一階段的故障處理進(jìn)行分析。

在選型設(shè)計(jì)階段，要選擇技術(shù)性好、穩(wěn)定性佳的設(shè)備，設(shè)備要配置合理，繼電保護(hù)、計(jì)量、測(cè)量、信號(hào)、控制、運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)工作，保持電網(wǎng)的高效率運(yùn)行。

繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，并且實(shí)行工作人員輪班預(yù)警，保證繼電保護(hù)裝置在出現(xiàn)緊急故障的時(shí)候，一旦數(shù)據(jù)無法傳輸，工作人員能夠及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處治。

改善監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)備，按重要等級(jí)劃分類別，一般可以分為“保護(hù)出口，開關(guān)跳閘”“、Ⅰ類缺陷，告警”、“Ⅱ、Ⅲ類缺陷，告警”“、輔助電氣量位置變化，提示”等四類，保證了在發(fā)生緊急事故的時(shí)候，工作人員能夠依照監(jiān)控等級(jí)順利排除故障。

在安裝調(diào)試階段，一定要嚴(yán)格按照規(guī)定對(duì)繼電保護(hù)裝置加入80%額定電壓，首先要對(duì)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)中先模擬系統(tǒng)的故障，，做好裝置的整組模擬、傳動(dòng)試驗(yàn)。以保證各邏輯回路能夠得到正確的校驗(yàn)。安裝調(diào)試階段要做到采用先進(jìn)的設(shè)備，并且將自動(dòng)化設(shè)備的各個(gè)接線牢固連接，還要防止光纜和網(wǎng)絡(luò)線纜不要被外力所破壞，要對(duì)施工過程全程管理，保證施工的安全性。

要依照國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)的相關(guān)規(guī)定對(duì)于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)于電氣設(shè)備的遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)等性能要做檢驗(yàn)，確保設(shè)備在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的事故。要將和施工有關(guān)的圖則等材料及時(shí)送往相關(guān)單位，以便于以后的維修管理。

設(shè)備運(yùn)行的過程中，要做好維護(hù)和管理工作，加強(qiáng)巡視，特別是在天氣惡劣的情況下，要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，及時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)備，保證設(shè)備能夠在一個(gè)健康的外部環(huán)境下運(yùn)行，要對(duì)于相關(guān)的專業(yè)人員做好培訓(xùn)，使他們能夠熟練操作，能夠應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件。

在處理繼電保護(hù)故障的過程中，一定要注意到，要掌握繼電保護(hù)的基本原理，能夠根據(jù)故障現(xiàn)象做出相應(yīng)的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的原因，及時(shí)排除。在發(fā)現(xiàn)故障之后，可以使用格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代疑似故障插件或元件;也可以把發(fā)生故障的系統(tǒng)參數(shù)和正常的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)不同點(diǎn)，找到故障的原因。還可以通過對(duì)于正常電路進(jìn)行模擬檢查，逐級(jí)調(diào)試或者改變參數(shù)，如果產(chǎn)生的故障和故障裝置相同，那么就可以發(fā)現(xiàn)故障的根源。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）