智能变电站继电保护系统所面临的若干问题 师晓樑

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:师晓樑
[导读] 摘要:近年来,我国社会发展对于电力的需求不断增加,受此影响,变电站也面临着更多的运行压力,此时,为了进一步提升变电站的运行效率和稳定性,就需要实现变电站的智能化发展。
        (国网太原供电公司  山西太原  030000)
        摘要:近年来,我国社会发展对于电力的需求不断增加,受此影响,变电站也面临着更多的运行压力,此时,为了进一步提升变电站的运行效率和稳定性,就需要实现变电站的智能化发展。
        关键词:智能变电站;继电保护系统
        1变电站继电保护概述
        1.1智能变电站继电保护
        继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。在智能变电站的建设中,使用先进技术实现变电站运作效率提升的同时,也需要在其继电保护系统部分,基于智能变电站的特点针对性地建立继电保护系统,继而在智能变电站的运作过程中,面对所出现的装置故障,可以在保护系统完整性的前提下进行系统保护,以实现整个电网的运作稳定和安全。
        1.2智能变电站继电保护评价标准
        在智能变电站中继电保护装置作为一种可以进行修复的元件,在对其使用可靠性进行评价分析时,需保障其状态划分的合理性,可划分为故障维修、拒动作、误动作、正常动作以及检修结果状态。当前我国对于智能变电站继电保护系统的评价范围主要包括以下几个方面:直流回路保护设置以及继电保护装置的运行情况、纵联保护通道保护使用设备的运行情况、交流电压以及电流回路的使用状态、供电保护装置使用状况等等。评价指标主要有修复率、故障率、可用率、可靠率以及正确动作率等。
        2智能变电站继电保护系统运行过程中面临的若干问题
        2.1蓄电池的问题
        常见问题如下:第一,蓄电池充电装置失效。变电站直流系统中的电池组由多个单体电池组成。在一般的操作过程中,电池组参与浮充状态,电池的浮充电流全部相同。但由于电池个体制造工艺的错误,电极板中的杂质和电池内部的电解质不同,使得电池放电不完全相同。当电池放电量偏小或偏小时,电池放电偏差会严重影响电池的使用寿命,从而导致内板的劣化和电池容量的降低,最终影响电池的放电容量直流系统中的电池组。第二,浮充电压过低。根据电力系统中电池运行和维护的规定,高频开关模块下的充电装置的电压稳定度应在0.5%以内,但在实际操作中,难以满足要求,最终使得电池的安全运行得不到保障,电池过快失效。
        2.2系统本身的问题
        存在的主要问题如下:①开关保护设备选择配合错误,导致越级跳闸现象;②当系统短路时,保护装置有拒动现象且可能通过后备保护而延时跳闸;③当系统的常规运行方式发生改变时,将造成“四性”的更改,引发误动。
        2.3越级跳闸及延时跳闸的问题
        越级跳闸及延时跳闸是当前在智能变电站继电保护系统运行中最为常见的两种问题,当保护系统在运行过程中开关保护部分出现错误选择配合的情况,继而导致越级跳闸问题的发生。根据数据显示,在电网中负荷越是密集的部分,使用开关站越广泛,相应的问题也更集中。当电网系统中的某一处线路部分出现短路的情况时,整个继电保护系统会出现拒动的情况,这可能会导致短路问题的严重化,然后会基于继电保护系统中的后备保护装置进行延时跳闸,以保护整个电网。
        2.4母线全停及误动的问题
        当智能电网中的任何一个并联状态下的母线出现故障问题时,即会导致电网中的两端母线都出现全面停止运作的情况,这是当前智能变电站在使用中常见的继电保护系统问题之一。此外,如果继电保护系统运行中,其运行方式发生了突发性改变,也会导致继电保护系统内的“四性”发生相应的改变,继而也会引起继电保护系统出现误动的问题。


        2.5计算失误及人为失误的问题
        计算失误是指在继电保护系统的定值整定计算中出现了故障的情况,这种计算失误常常会导致整个继电保护系统运作面临巨大的安全风险,也是目前智能电网继电保护系统所面临的主要问题之一。除系统计算之外,在人为操作部分,如果继电保护系统的安装人员在安装的过程中没有完全依照系统的设计标准进行正确的接线,亦或是系统的运行人员在操作过程中出现一些操作上的误差也会导致继电保护系统故障的发生。根据既有的数据显示,目前智能变电站中继电保护系统运行所面临的主要问题发生原因近四成都是人员因素,需要特别注意。
        3避免智能变电站继电保护系统出现故障的措施
        3.1强化对于智能变电站蓄电池的运行与维护
        首先,建立健全变电站蓄电池运行与维护准则。健全的智能变电站蓄电池运行与维护准则是保证各项智能变电站蓄电池检测工作顺利开展的前提和保障,也是确保各项工作得到具体落实的基础。对此,电力企业应当以实际状况为依据,制定健全的管理设备检修准则和人员管理制度,树立以人为本的管理理念,体现人性化的操作流程。与此同时,电力企业还可不断变更新的变电设备检测手段,积极引进先进计算机技术和传感技术。其次,完善镍镉蓄电池的运行和维护。镍铬电池可分为中速电池和高速电池两种,其中瞬时放电电流约为电池额定值的1〜3倍,高速电池的瞬时放电电流约为3〜6倍的电池额定值。监测端电压和浮充电流主要用于监测镍镉电池。具体参数包括电压值,电解液的比例,电池的内阻以及电解液的温度。充电模式通常采用I5恒流,电池需要充电5〜7小时才能实现电压稳定。在快速充电的方式中,主要选择是使用2.5I5恒流充电,一般需要2个小时左右,在放电过程中,I5恒流用于连续放电,这是电池组正常放电的方式。当电池电压降至1VxN时,电池组将停止放电。因此应用过程中应避免过量放电,造成电池损耗的发生并影响其回收利用效果:当放电时间大于5小时,表示电池的电容量符合规定的要求。镍镉电池有其优点,但它也有其独特的特点,在每个镍镉电池的一侧,都有很多电解液。在电池浮充的过程中,电解液应在中线以上。当电解液的比重较低时,需要加入蒸馏水以确保液位达到要求。
        3.2加强数字化技术的应用
        鉴于人为操作难以避免地会导致一些失误于其中,结合目前我国快速发展的信息技术以及数字化技术,在避降低智能变电站继电保护系统故障发生率上,可以充分将目前高度发达的数字化技术应用其中,以减少人为操作失误所导致的故障。通过数字化技术的应用,提升互感器传输性能,降低故障发生率可实现智能变电站继电保护中无需考虑二次回路短线、电流互感器保护以及二次回路接地等一系列的互感器故障。同时数字化技术所带来的供电质量信息传输精准化和实时化也有助于智能变电站继电保护系统性能的显著提升。
        3.3提升改造技术水平
        当前我国智能变电站继电保护系统运作中出现故障的原因之一,即智能变电站在快速发展,但是相应的继电保护系统部分的改造升级相对滞后。对于此,需要我国相关技术部分不断提升对智能变电站继电保护系统提升改造技术的研发力度,针对于目前十分常见的电缆标识牌模糊、继电器接头标号、保护典雅版标号模糊以及二次回路老化等问题,进行进行核查,并针对性地进行改善。提升检修技术,对既有继电保护中的寄生二次线等情况完全予以解决,并基于智能变电站的技术更新,不断进行继电保护系统的跟进。
        4结束语
        目前我国的继电保护技术已经基本实现了智能化,在未来的发展中,为进一步完善和优化在智能变电站的建设,提升智能变电站继电保护系统的稳定,需要进一步完善对于管理,积极运用各种自动化技术进行系统建设,以切实保障和维护整个智能变电站继电保护系统的正常运行,实现我国电力事业的长期可持续发展。
        参考文献:
        [1]沈蛟骁,高璐,郭韬,等.智能变电站继电保护系统可靠性初探[J].电子测试,2017.
        [2]杜亚静,朱翰超,王姗,等.220kV智能变电站继电保护系统可靠性研究[J].河北工业科技,2018.
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