110kV电力继电保护技术分析

发表时间:2020/12/23   来源:《当代电力文化》2020年第23期   作者:王璜
[导读] 随着社会的不断进步发展,生活、工业用电也随着增加。
        王璜
        国网南平供电公司,福建 南平 353000
        摘要:随着社会的不断进步发展,生活、工业用电也随着增加。为了保证供电系统能正常运行,作为从事电力事业继电保护的一名工作人员,我们在工作中不断地积累和总结,更科学、合理、有效地解决问题,使供电秩序能正常运行,服务于社会。
        关键词:110kv;继电保护;技术分析
        1  110kV电力继电保护技术的概述
        110kV电力系统的正常运行离不开继电保护装置的配合,一旦110kV电力系统中出现短路等非正常的工作状态,继电保护系统能够对于故障产生的原因作出及时的诊断,同时进行报警,控制系统参照继电保护装置发出的信号及时的控制电力系统中的故障区域,从而使得电力系统中非故障区域的工作能够正常运转。通常,继电保护装置都能实现自动化智能工作,由成套较为复杂的设备构成,在工作过程中,先对电力系统中的信息进行整合处理,再通过设备之间的连接将采样信息传送到相应单元设备进行分析确认电力系统中是否存在引发故障的因素。随着社会经济的不断发展,对传统电力设备的电力配送提出了更高的要求,无论是生活用电,还是生产用电,都需要高度保证电力配送使用和运送过程的高度安全性。为了适应我国对电力配送的新要求,继电保护装置对110kV电力体系的保护方式主要分为以下两种:对110kV电力体系中的电压进行迅速调节,从而维护电力系统的电压稳定性,保障电力终端的安全性;对110kV电力体系中的故障区域迅速切断,从而将故障区域对整个系统的影响降到最低,进而使得重合闸能够快速完成。这两种保护方式中体现了继电保护具备了传统的电力配送所没有的可靠性、选择性以及速动性。这些特性保证可电力配送运行中不必要的错误反映,并且针对电力系统中出现的突发故障进行及时的清理,即使因不可避免的错误发生时,也可以在最短的时间范围内将迅速做出判断并自动选择处理方案。因可靠性、速动性以及选择性等特性使得110kV电力系统中继电保护系统成为我国电力配送中的强大的保护伞。
        2 应用继电保护自动化技术的作用
        2.1 加快自适应技术发展速度
        自适应技术是对故障区域进行准确定位处理的科学手段。继电自动化技术的应用,可以对所有电力系统运行环境进行细致梳理,明确各运行环节直接的相关性,进而提高企业的经济利润空间,加快自适应技术的发展速度。
        2.2 拓宽网络化发展空间
        继电自动化技术应用的基础是对大量信息进行科学化,完成这些任务的基础是互联网技术体系。因此,应用继电保护自动化技术,可以再一次拓宽网络化发展空间,丰富网络化模块中各项技术的针对性,使其可以更好地为目标人群提供服务。
        2.3 推动智能化发展趋势
        自动化技术属于智能化技术发展的过渡阶段。智能化技术可以对较为复杂的运行过程进行准确梳理,及时发现目前电力系统运行过程中存在的问题,制定相应的科学性解决建议,进而提高电力系统运行的稳定性。
        3 有关继电保护技术分析
        继电保护技术可以有效保证110kV电力系统安全可靠地运行,当110kV电力系统因为短路等故障处于不正常工作状态时,继电保护装置能及时诊断故障并向控制器发出故障信号,控制系统及时对电力系统相关故障区域进行处理,以保障非故障区域正常工作。
        在110kV电力系统中,继电保护技术主要通过以下两种方式进行系统保护:
        快速实现电力系统的电压调节,保证供电电压稳定,使得终端系统的电力供应不受影响;通过继电保护装置快速切除电力系统故障区域,减轻由于故障对用电设备的影响,保证重合闸的快速完成。因此电力系统对继电保护技术存在一定的技术要求。继电保护速动性要求保护系统能够快速对故障反应,快速实现故障切除;继电保护可靠性要求保护系统能可靠工作,提高电力系统的可靠性;继电保护选择性要求保护系统首先对自身保护区域实现可靠的故障反应,不跨区域发生误动问题。
        4 继电保护系统的设计分析
        110kV电力系统主要有一次电力系统和二次电力系统构成,一次电力系统主要有输电线路、变压器设备构成,系统构成简单;二次电力系统主要负责对一次电力系统进行保护,主要有继电保护设备、自动保护装置和控制回路等构成,系统构成比较复杂;为了确保110kV电力系统的正常运行,必须对二次电力系统的继电保护装置进行正确地设计,使得继电保护装置能够可靠地对一次电力系统进行监测和保护,提高110kV电力系统的故障及保护设计水平。

在实际的110kV电力系统中,继电保护设备设计如下:
        4.1 输电线路继电保护设计
        110kV输电线路由于短路故障等容易发生过电流问题,因此需要在输电线路配备过电流保护装置,电流保护设计需满足速动性;输电线路的变配电所等属于重要设备,需要在相应线路中配备瞬时过电流速断保护装置。
        4.2 变压器设备继电保护设计
        当电力系统配备的变压器设备容量小于350kVA时,此时系统容易发生过压问题,可以在系统中配备高压熔断器,对系统过电压进行保护;当电力系统配备的变压器设备容量为350kVA-650kVA时,变压器设备的高压端需要配备过电流保护装置,过电流保护设备速动性要求小于0.4s,如果速动性不能满足要求,需要在高压端添加过电流速断保护装置,以便快速进行故障切除;当电力系统配备的变压器设备容量在较高水平时,此时电力系统需要考虑过电流问题,因此需要增加过电流保护装置,增加系统运行可靠性。
        5 继电保护配置分析
        5.1 变电所母线保护配置
        ①110kV线路保护部分。距离保护;零序过电流保护;自动重合闸;过电压保护。②10kV线路保护。采用微机保护装置,实现电流速断及过流保护、实现三相一次重合闸;10kV电容器保护:采用微机保护装置,实现电流过流保护、过压、低压保护;10kV母线装设小电流接地选线装置。
        5.2 变电所主变保护的配置
        电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件,其故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响,而本次所设计的变电所是110kV降压变电所,如果不保证变压器的正常运行,将会导致全所停电,影响变电所供电可靠性。
        (1)主变压器的主保护。瓦斯保护,对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低,应装设瓦斯保护,它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号,重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器;差动保护。
        (2)主变压器的后备保护。过流保护,为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,及在变压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备,所以需装设过电流保护;过负荷保护,变压器的过负荷电流,大多数情况下都是三相对称的,因此只需装设单相式过负荷保护,过负荷保护一般经追时动作于信号,且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。后备保护可以实现对主保护的死区线路进行保护,一定程度上避免了主保护的失效问题,保证故障发生时能满足切除故障的最终目的。
        (3)变压器的零序过流保护。对于大接地电流的电力变压器,一般应装设零序电流保护,用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护,一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行,因此,每台变压器上需要装设两套零序电流保护,一套用于中性点接地运行方式,另一套用于中性点不接地运行方式。
        5.3  110kV数字化变电站保护配置情况
        当前,变电站虽然配置了110kV电子式互感器,但一体化平台和智能变电站的高级应用功能没有配置,目前还只能算数字化变电站,站内保护装置及合并单元的配置、自动化系统结构、网络方式可为智能化变电站的建设提供参考。自动化系统采用三层侧设备两级网络的结构,采用GOOSE网络和SV网络合并组网方案,保护配置有故障录波器、线路母差保护、纵差保护等。110kV及主变10kV侧相关间隔的过程层GOOSE命令、SV数据和IEEE1588V2对时报文均通过网络传送。作为数字化变电站的试点,在过程层网络组网和继电保护跳闸信号传输等方面与智能变电站存在一定差异。对于数字化变电站的智能化改造,可参照国家电网公司相关指导性技术文件执行。
        结语
        通过上面的叙述,我们发现,由于社会高度进步,此时生活以及工作等的用电量不断的变多。为了确保体系运作顺利,身为继电保护工作者,在活动的时候要切实的总结经验,更好的为工作服务,确保电力体系的运作更加的合理稳定。
        参考文献
        [1]樊迎春,张友红.智能变电站继电保护的典型缺陷分析与处理对策[J].科技创新导报,2018,15(34):37-39.
        [2]刘冠新,侯星果.电厂继电保护技术的基本原理及其应用[J].电子技术与软件工程,2018(24):218.
        [3]董春媛.继电保护技术在电力调度运行中的应用探析[J].居舍,2018(36):47.
       
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