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摘要:在我国社会经济快速发展的过程中,离不开电力系统的支持。电力系统主要包括变电站和输电线路共同构成,变电站是整个电力系统运行的关键,也是电力系统正常运行的必要元素。本文针对电力系统中变电站继电保护的应用进行分析,促进电力系统的稳定运行。
关键词:电力系统;继电保护;变电站
1 智能变电站继电保护系统的构成
智能变电站通过光纤改变了当前运行状态,并且分为过程层和变电站层,其能够高效运行的根本原因是应用继电保护系统。智能变电站继电保护系统的基本组成部分是合并单元、智能终端、交换机、同步时钟和电子式互感器,并且每一个独特的部分都发挥着不同的作用,从而保证系统的正常运行。智能变电站通过电子通信网络技术调控变电站,最终将信息以数字化的形式实现网络信息的集成和相应设备的维护和检修,通过电子式互感器以及改变、收集与利用电流和电压,最终实现变电站的智能化。
2 智能变电站继电保护
2.1 继电保护
所谓继电保护其实是对电力系统中异常情况、故障检测后,发出报警信号,或者直接隔离、切除故障部分的一种措施,主要用于保护电力系统、发电机、变压器、输电线路等元件不受损害。在电力系统发生异常情况或故障时,继电保护向值班人员发出异常工况信号,或将故障设备在最短时间和最小区域内切除,以避免或减轻对电力设备和周边区域的供电影响。由此可知继电保护装置的功能包括两个方面,一方面是对保护元件正常运行和发生故障的正确区分,一方面是对保护区内外故障的区分功能。这两项功能的实现主要依附于电力系统故障前后电气物理量变化特征来实现。电力系统发生故障后主要电气量变化包括:电流增大、电压降低、电流与电压之间相位角改变、测量阻抗发生变化五种,根据短路故障时电气量变化情况,则可设计构成不同的继电保护。智能变电站的继电保护同样具备故障维护功能,变电站出现故障问题时,继电保护会快速及时地做出处理动作,在反馈变电站系统、元件故障信息的同时,变化为跳闸状态,提醒值班及管理人员进行智能变电站检修工作。除此之外,继电保护还会第一时间断开断路器,以减少智能变电站电气元件损坏和对其他供电元件的影响。根据短路故障电气量变化情况分类,智能变电站继电保护可以分为:变压器保护、电容器保护、电动机保护、线路保护和发电机保护五种,而其工作原理上则呈现综合性特征,以电流量、电压、电功率特征判断故障信息,并提示报警和识别故障。除此之外,还可以进行定时间保护、非电量保护,同时设置固定的可靠性系统,通过系数计算继电保护的经验值,来决定其动作值。
2.2 智能变电站继电保护基本要求
智能变电站继电保护基本要求主要包括三方面,首先是继电保护的可靠性,其中包括安全性和信赖性,这是对继电保护的最根本要求。安全性是保证变电站正常运作时,继电保护不发生动作,不产生误动情况;而信赖性是指在变电系统相应元件保护范围内发生故障时,继电保护及时、迅速做出可靠动作,发出提醒信号,由此则可保证电力系统在继电保护范围内,精准、有效地检测智能变电站的运行状态,同时可靠、准确地确定和划分故障点和范围。其次是继电保护需实现灵敏性,所谓灵敏性就是在智能变电站设备或线路发生故障和异常情况时,继电保护装置体现的反应能力。灵敏性要求在继电保护范围内发生故障时,能够正确地发出反应动作,不受短路点位置、类型和过度电阻的影响,在系统最大运行方式和最小运行方式下的三相短路、较大过度电阻两项或单项短路时依然能进行可靠动作,能够实现基于故障特征,作出及时保护反馈工作,有效预防智能变电站失控情况发生。最后是智能变电站继电保护的检测性特征,重点是合理、准确判断系统故障,并有效缩小故障范围,从而达到有效切除故障的目的,保证智能变电站设备和邻近供电不受损伤和影响。
3 变电站继电保护安全风险的主要来源
3.1管理工作没有落实
在变电站继电保护装置运行的过程中,必须要保证相关的资料符合实际要求。
但是由于二次设备建档问题普遍存在,造成相应的管理资料无法发挥出应有的作用,甚至还会出现档案出错的问题,这样也会造成变电站继电保护装置的维护工作受到影响,存在比较大的难度差异。
在继电保护装置长时间运行的过程中,由于自身的因素或者外界因素也会导致继电保护保护装置出现破损异常的问题,如果没有进行定期管理和维护也会导致整定工作不够规范。
3.2操作不规范
随着现代化的智能变电站不断推广,各种继电保护保护装置已经实现了自动化信息化,但与此同时对继电保护装置的操作要求也得到了全面的提升。由于大多数的工作人员由于自身的专业素质不够,也没有学习相应的操作技术,这样就导致在对继电保护装置实际操作的过程中可能出现错误,造成继电保护装置运行受到影响。
3.3危险点
继电保护危险点包括两大类,一类是静态危险点,另一类是动态危险。由于继电保护装置的设计不够规范,自身的质量也存在问题,这样先天的问题无法有效消除,在实际使用的过程中必然会存在故障隐患,对继电保护装置的影响非常明显。动态危险点能够随着时间和环境的变化而变化,所以具有明显的不确定性。
4 电力系统变电站继电保护
4.1现场总线
通过运用现场总线选型的技术,能够根据影响机组正常运行的因素进行分析,并且将主机和主要书籍的保护不纳入到现场总线之外,其他工艺系统必须全面使用现场总线技术,这样就能够实现生产经营决策的数据保持一致。
4.2三维数字化
通过加强建筑厂房、地下管网及录入、电、化、材料、环保、消防、水工等各个部门实现三维数字化模型,可以有效的形成立体式实时监控体系,保证电力系统变电站继电保护的稳定运行。
4.3基于大数据的设备管理
随着现场总线控制系统以及SIS和AMS等系统的应用,智能设备的运行参数设置参数诊断信息以及报警信息等数据会非常的多,为此必须要引入大数据管理技术。通过构建与电厂实际运行情况相匹配的数字模型,结合设备检修设备维修的相关经验来进行判断,形成预知检测预防检测的主动设备保养的管理模式,提高对设备故障的判断,减少设备故障隐患,保证变电厂的运行更加的安全经济高效。
4.4智能无人巡检方案
通过运用数字化电厂的基础通讯和三维平台,以及现场安装无线读表器,能够直接将变电站继电系统的整体运行情况与DCS系统进行联动,而且还可以设计搭载高清摄像头的轨道机器人进行巡检[6]。通过增加红外线热成像仪、有害气体感应器、光照度感应器、湿度感应器等共同构成智能无人巡检系统,可以保证对整个电厂变电站进行全天候实时监控,尤其是在恶劣的天气下也能够正常的运转,通过对视频画面、音频信号、温度信号等相关的数据信息进行分析,可以减少由于人员操作失误而导致变电站继电保护运行受到影响的问题。
5 结束语
综上所述,智能电网发展不仅有利于提高供电的可靠性及安全性,也便于实现管理自动化。随着人们对电能需求的日益增加,为了保证电力系统的安全运行,需要不断改进和创新变电站的继电保护技术,从而更好的满足人们需要。
参考文献:
[1]王陶.智能变电站继电保护检修作业的安全管理工作要点[J].低碳世界,2018(11):158-159.
[2]尤松华,李东,吕鹏飞.电力系统中智能变电站继电保护技术分析[J].电子技术与软件工程,2018(17):221.