变电运行中的继电保护问题研究解析宋励夫

发表时间:2020/6/30   来源:《当代电力文化》2020年第4期   作者:宋励夫
[导读] 随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高,社会生活对电力的需求越来越大
        摘要:随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高,社会生活对电力的需求越来越大,变电运行作为电力供应的主要方式之一,受到了人们的广泛关注。在电力变电运行的过程中,继电保护问题一直以来都是变电运行过程的重点和难点,有效的继电保护工作能够避免问题和事故的发生,从而及时阻止故障的损害。文章从变电运行中继电保护主要存在的问题入手,提出了相关的继电保护对策,希望能够促进变电运行的安全稳定。
        关键词:变电运行;继电保护;电网运行;措施

1变电继电保护概述
        继电保护工作原理是对电力系统中发生的故障或异常时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由专业人员消除异常根源,以减轻或避免设备的损坏。变电继电保护应具有以下四大性:(1)选择性:当电力系统运行中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的继电保护或断路器拒动时,应有相邻设备或线路的保护将故障切除。(2)速度性:继电保护应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压运行时间,降低设备的损坏程度,提高系统运行的稳定性,切除故障时间包括保护动作及断路器动作时间。(3)灵敏性:是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常運行情况时的反应能力。即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作,而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。(4)可靠性:包括安全性和信赖性,安全性要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动。信赖性要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即是不拒动。继电保护的误动作和拒动都会给电力系统带来严重危害。
2 继电保护中存在的问题
        2.1短路故障
        短路故障在变压器低压侧近区域比较常见,一旦出现势必会造成大电流对变压器设备的冲击,而对设备运行稳定性产生影响,如果不能及时采取措施处理,甚至会导致电压器被烧毁。并且,如果短路故障发生在低压侧近区,除了会对变压器产生影响,甚至还会对边胍器内部造成损伤。
        2.2装置设备老化问题
        目前,配电系统中应用的继电保护装置绝大多数都相对老旧,自动化水平比较低,使得继电保护设备无法有效发挥其功能。例如,许多老式继电保护设备节点部位会因为氧化尘的出现而减小其压力,降低继电保护设备的敏感度和精准度,进而在电力系统发生故障时使继电保护设备丧失有效的应急保护能力,或者遇到比较小的故障时开启了保护动作,将元器件与总体系统隔离,或者是进行了越级跳闸操作。
        2.3继电器参数错误
        继电器经由铆装来实现对零部件的安装,于此期间极易引发铆装部位松动、强度结合不足等问题,进而使得继电器上产生参数错乱情况。在周围环境温度差的影响下,继电器参数可能会出现极大的转变,于此继电器无法有效地对机械振动、冲击予以抵抗,同时极易产生参数错乱情况。产生此类情况是因为继电器零件部位不合理、安装错误或者模具质量不合格等。


        2.4开关保护设备的选择不当
        在继电保护工作中,选择开关保护设备是一项十分重要的工作,目前大部分配电开关站都在高负荷密集地区建立,利用的供电输电模式为变电所—开关站—配电变压器,在开关站的继电保护自动化尚未实现时,我们采用的设备通常为与其组合的继电器设备系统或者负荷开关。
3 变电运行继电保护问题的对策
3.1采用性能优良的数字控制器件
通过性能优良的数字控制器件能够有效提升继电保护的质量和可靠性。在继电保护中最为常用的器件为复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及现场可编程逻辑门阵列(FPGA),这两种器件对于继电保护来说具有非常强的优势。CPLD 以及FPGA属于现代可编程专用集成电路,将功能进行了高度的集成,同时也将不同微机系统功能集中到同一块芯片之上。通过性能优良数字控制器件的使用可以极大的改善电子系统设计情况,同时也具有非常强的生命力。另外,这些器件的使用能够有效缩短保护装置的研发周期,这就在很大程度上确保了继电保护运行的可靠性。
3.2改进电力系统母线的继电
在变电系统中,母线是电力传输线路的主要一部分,当出现事故,将给电力系统带来较大损失。通常母线的继电保护使用分布式的设计方法,通过单套配置保护母线,便于集成保护装置和测控系统,相比线路的继电保护方法,母线的继电保护与其有着相似之处,而其结构更加简单。连接了智能终端与合并单元,利用继电保护系统,母线保护装置检测差错,并进行自动处理。分析上述几种继电保护情况不难发现,继电保护维持着较高的可靠性与响应速度。将计算机与通信技术应用其中,确保系统较高的安全性。由于线路重要性有所不同,要使用相应的继电保护措施,GOOSE网络应用于主变压器与线路的继电保护中,对传输线路起辅助作用。通信技术融入其中,使系统具有较高的可靠性,有助于智能化保护装置的应用。
3.3加强管理的规范性,提升工作人员培训力度
电力企业要加强内部的管理,确保其规范化、合理化,同时要加强工作人员的培训,提升其专业能力,降低误操作的概率,并且在继电保护出现问题时能够及时应对。电力企业可以针对变电运行继电保护方面制定专门的规章制度,通过详细的操作说明以及规定来最大程度上避免人为错误所造成的事故,同时也能够保证电力事故发生时的有效处理。另外,电力企业要设置专门的资金、安排专门的人员进行理论知识方面的培训,也可以通过交流会、专家讲座等方式来提升工作人员的实际经验,确保其能够应对突发状况。另外,变电操作人员在具体操作过程中要注意如下几方面:(1)要确保每个等级系统的独立性,从而有效提升继电保护系统整体的抗干扰能力;(2)要增强 GOOSE 网络模式的应用力度,防止设备运行过程中的失灵,降低故障发生率,确保数据的有效传递;(3)要将一次设备和二次设备进行充分结合来提升继电保护的自动化水平。
3.4继电保护独立装置
对于继电保护独立装置,管理人员要严格的按照相关规范对其进行检查,并对检查结果进行统计、分析,从而判断继电保护装置的运行情况。对于电力系统中的母差保护装置、电容器保护装置、变压器保护装置、线路保护装置、电压切换装置、电抗器保护装置、安全自动装置、备用电源自投切换装置等进行严格的检查,并做好检查记录,为继电保护系统的安全运行提供依据。
3.5建立健全应急管理方案
变电站运行中的继电保护具有特殊性,因此需要有效的工作运行来防止突发事件对继电保护装置产生不良影响,继而造成重大经济损失,在此情况下,应急管理制度的建立与健全对变电站运行中继电保护具有重要的作用,在此过程中,更应落实继电设备仪器定检制度,尤其是一些使用频率较高的设备仪器,应对其云状状态进行不间断记录,以防止运行过程中问题或故障的发生。变电站相关工作人员应时刻加强自我保护意识,确保变电工作的正常运行,也绝对保证自身的生命安全,保障电力系统运行的可靠性。
4 结语
    综上可知,继电保护装置在电力系统的运作中有着不可取代的作用,可以在电网运行中发生故障时及时切断故障源的电力设备,减小故障波及范围。但是由于变电站运行的环境特点,使其很容易受到干扰。为此,工作人员一定要对故障种类有着清晰的了解,并采取恰当合理的方式对其进行解决,只有这样才能够帮助电力系统整体水平的提升。

参考文献:
[1]郭平安.电力系统变电运行中继电保护改进分析[J].硅谷,2014.
[2]万顺明.变电运行中继电保护的相关技术性问题[J].企业技术开发,2015.
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