智能變電站繼電保護技術(shù)改進方法研究

魏翔

摘要：本文對智能變電站繼電保護結(jié)構(gòu)進行分析，闡述影響智能變電站繼電保護建設(shè)的問題，針對智能變電站繼電保護技術(shù)革新提出針對性的措施，總結(jié)提高智能變電站繼電保護裝備穩(wěn)定性、兼容性和高效性的辦法，從而推動和支持繼電保護的快速發(fā)展，提高智能變電站繼電保護的整體有效性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護

1 智能變電站環(huán)境中繼電保護技術(shù)

1.1 單元件保護技術(shù)

單元件保護技術(shù)是智能變電站環(huán)境下主流的繼電保護技術(shù)，它主要以直流線路、變壓器和發(fā)電機保護為主。這種保護技術(shù)實現(xiàn)了對傳統(tǒng)元件的改良，采用了新的繼電保護原理，可以適應(yīng)智能化的供電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，符合智能變電站的供電需要。適應(yīng)交直流線路的繼電保護單元件保護技術(shù)減少了故障測量的衰減，消除了選相失敗的風(fēng)險，減少了主保護行波的制約，能夠在多種傳感器的輔助下解決變壓器勵磁通流識別不足的問題。基于新的元器件可以及時的進行故障分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計。單元件保護技術(shù)還可以解決匝間短路的問題，能夠精準(zhǔn)化的校驗電網(wǎng)運行情況，實現(xiàn)了整定計算，做到了對超大容量機組的全面保護，電元件保護技術(shù)配合智能傳感技術(shù)提高了技術(shù)設(shè)備的實用性，降低了繼電保護技術(shù)的風(fēng)險，達到了科學(xué)化和全面化繼電保護的目標(biāo)。

1.2 廣域保護技術(shù)

廣域保護的方式可以進一步收集與故障有關(guān)的多點、多類型信息。廣域保護技術(shù)是繼電保護系統(tǒng)的主要技術(shù)手段，它可以在綜合判斷各種信息的基礎(chǔ)上制定跳閘策略，針對性的消除跳閘擾動，防止出現(xiàn)母線全停等風(fēng)險，減少因為局部短路造成的系統(tǒng)性風(fēng)險。廣域保護技術(shù)具體良好的開放/閉鎖保護等功，實現(xiàn)了對電網(wǎng)全局的控制，更好的滿足了智能變電站未來發(fā)展的設(shè)備需要。智能變電站廣域保護技術(shù)具有集中式、IED分布式、站域集中和區(qū)域分布配合三中模式，這三種模式可以廣泛的適應(yīng)當(dāng)前我國智能變電站繼電保護的需要。隨著智能變電站的快速發(fā)展，同步電氣量的故障元件識別方法也被廣泛應(yīng)用，新算法更好的適應(yīng)了智能變電站繼電保護的技術(shù)需要。總之，廣域繼電保護技術(shù)可以推動智能變電站管理的自動化控制，有助于自動化保證電網(wǎng)的安全性。依靠廣域技術(shù)的強大保護能力和自適應(yīng)判斷能力，做到了對電網(wǎng)問題的深刻診斷分析，滿足了未來智能變電站繼電保護的需要，適應(yīng)復(fù)雜超大規(guī)模智能變電站的繼電保護需要。

2 智能變電站繼電保護存在的問題

2.1 大電網(wǎng)問題

超大電網(wǎng)的出現(xiàn)，我國供電體系不完善，電能負荷整體逆向分布的現(xiàn)實，使得我國西北地區(qū)用電負荷較小，東部以及中南部地區(qū)的用電負荷較大，目前我國能源配置體系還有待進一步優(yōu)化，在這種現(xiàn)實情況下遠距離的交直流混合輸電的方式使得線路應(yīng)用率較高，直流系統(tǒng)之間的相互耦合作用明顯，傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)和現(xiàn)有的初級智能繼電保護裝置難以實現(xiàn)有效的電氣控制，交直流耦合時存在嚴重的電網(wǎng)污染現(xiàn)象，這給智能變電站的繼電保護提出了較大的挑戰(zhàn)。

2.2 設(shè)備保護缺失

智能變電站背景下還缺乏更先進的保護設(shè)備，繼電保護工作存在著保護設(shè)備更新速度較慢的問題。隨著智能變電站的大規(guī)模應(yīng)用，為了進一步發(fā)揮繼電保護的基礎(chǔ)作用，智能變電站還要優(yōu)化電網(wǎng)的運行狀態(tài)，對傳統(tǒng)的繼電保護設(shè)備進行優(yōu)化，從而充分的保證繼電保護工作的順利開展，發(fā)揮繼電保護裝置的積極作用。例如，對繼電保護裝置進行優(yōu)化改良時，還要對繼電保護系統(tǒng)設(shè)備進行采樣處理，提高繼電保護系統(tǒng)適應(yīng)性，及時的消除設(shè)備限制因素。目前基層繼電保護設(shè)備的更新速度較慢，基礎(chǔ)零件的質(zhì)量較低，繼電保護系統(tǒng)的安全運動還要付出較大成本。

2.3 配電網(wǎng)發(fā)展較慢

目前我國配電網(wǎng)絡(luò)的整體建設(shè)水平落后，局地缺乏基礎(chǔ)配電網(wǎng)繼電保護設(shè)施設(shè)備，大部分電力供電企業(yè)還只能采用電力單向供應(yīng)的消費模式，電網(wǎng)與用戶之間缺乏有效的交流聯(lián)系機制。一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息未能實現(xiàn)實時傳遞匯總，因聯(lián)絡(luò)不足導(dǎo)致的配電網(wǎng)負荷較大，峰谷差額較大，有些地方的階段性用電負荷率較低。與此同時，繼電保護系統(tǒng)的投資較高，未能達到有效節(jié)約使用電能的效果，智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)水平較低。當(dāng)前需要建立一個更加直觀開放的電網(wǎng)與用戶之間的信息交流平臺，為電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)的良好運行提供適合的數(shù)據(jù)供應(yīng)基礎(chǔ)。電網(wǎng)系統(tǒng)消退及時的反饋用戶的意見，適當(dāng)?shù)膶﹄娋W(wǎng)進行優(yōu)化調(diào)配，尤其適當(dāng)?shù)囊M可再生能源，從而達到降低負荷，實現(xiàn)電能的交互供應(yīng)，保證智能變電站運動與管理安全性的目標(biāo)。

3 智能變電站背景下繼電保護改進辦法

3.1 智能變電站繼電保護的構(gòu)成

智能變電站繼電保護裝置與傳統(tǒng)的繼電保護裝置是有本質(zhì)差別的，目前智能變電站供電網(wǎng)絡(luò)主要采用是的是交互式的供電模式，這種模式對繼電保護提出更高的要求。首先，智能變電站要求提高繼電保護設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測能力，能夠運用各種傳感器對供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時化的全面監(jiān)督，加強電網(wǎng)運行狀態(tài)的整體控制水平。其次，還要提高監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的共享傳輸能力，能夠及時、快速、準(zhǔn)確的將各種基層供電數(shù)據(jù)進行匯總分析，在整合數(shù)據(jù)的過程中實現(xiàn)故障的及時發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)判斷。最后，智能供電網(wǎng)絡(luò)還要對供電故障因素進行精準(zhǔn)的分析，對故障原因進行差別化的識別，從而指導(dǎo)自動修復(fù)的順利進行，最大限度的保證網(wǎng)絡(luò)供電有效性。例如，通過自動感應(yīng)元器件做出跳閘反應(yīng)，并且及時將故障隔離，有效避免大面積停電現(xiàn)象。

3.2 繼電保護創(chuàng)新著眼點

智能變電站建設(shè)已經(jīng)全面鋪開，繼電保護裝置智能化勢在必行，傳統(tǒng)的電能輸送體系正在逐步的發(fā)生變革。在這種形勢下，電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)當(dāng)具有信息化、智能化、科學(xué)化特點，需要對繼電保護技術(shù)進行有效創(chuàng)新，根據(jù)實際情況找到繼電保護改革的著眼點，做到因地制宜的更新繼電保護智能化設(shè)備，保障供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行。首先，大力引進數(shù)字化的繼電保護技術(shù)設(shè)備，重點提高繼電保護數(shù)據(jù)信息的收集能力。基層供電部門可以圍繞著改進互感器引進數(shù)字化設(shè)備，不斷提高基礎(chǔ)供電數(shù)據(jù)信息的收集能力，從而保證供電穩(wěn)定性，達到高效進行供電的目標(biāo)。其次，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的供電數(shù)據(jù)傳輸機制，促進智能化變電站的快速推廣，做到變電控制信息的全面共享，改變傳統(tǒng)的繼電數(shù)據(jù)信息的傳遞機制，拓展繼電管理數(shù)據(jù)信息的傳輸途徑。第三，基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)繼電保護數(shù)據(jù)信息的實時報送與有效傳遞，第一時間調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)，依靠可移動設(shè)備下發(fā)維修指令，提高電網(wǎng)的維護速度，重點強化基層維修人員的智能維修設(shè)備配置率。第四，智能變電站的管理還要提高設(shè)備的可靠性，應(yīng)當(dāng)依靠先進的傳感器實現(xiàn)各種繼電保護數(shù)據(jù)的有效收集，運用靈敏度高的傳感器提高設(shè)備控制的自動化水平，達到繼電保護變革的目標(biāo)。

4 結(jié)論

打造能電網(wǎng)已經(jīng)成為時代趨勢，我國電力系統(tǒng)的繼電保護應(yīng)當(dāng)具有智能化思維，運用智能化的繼電保護技術(shù)提高電網(wǎng)運行的可靠性。在智能化背景下應(yīng)當(dāng)持續(xù)性更新繼電保護技術(shù)設(shè)備，加大繼電保護管理相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集與分析工作力度，提高繼電保護裝置自動化控制能力，優(yōu)化智能繼電保護技術(shù)的構(gòu)成，在提高可靠性、實時性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上推動繼電保護技術(shù)發(fā)展。

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