王睿喆
(国网烟台供电公司 山东省 烟台市 264000)
摘要:近年来,随着电力行业的发展,大量智能化电力设备在我国电力工程中获得了应用。继电保护属于先进的反事故自动装置,能够有效确保供电质量、防止电力事故扩展。正是由于继电保护承担了电网运作工作中的第一道防线责任,因此继电保护的可靠性尤为重要,这也是智能变电站继电保护技术先进性、规范性的重要标准。
关键词:变电站;继电保护;工作原理;价值作用
引言:
随着技术的进步与发展,在变电站中,使用继电保护设备较为普遍,由于变电站的磁场较强,再加上其高压设备较多,若强电磁干扰设备,极易引发安全事故。大气干扰或供电系统的外干扰也会影响弱电设备,但随着我国继电保护技术的增强,可有效保护变电站。
1智能变电站的介绍
在我国电网中,包含了较多的组成部分,智能变电站属于其中十分重要的成分,并且也是电力行业不断发展的核心环节,在智能电网的全面建设中具有重要的作用。智能变电站的本质含义就是基于变电处理工作,以具有时代特点的数字形式存在,主要是针对信息资源的分布、资源信息的传输和信息数据的处理。在开展具体工作时,智能变电站充分展现了数字网络时代的特点,并且在硬件设施中具有极为突出的高科技特点,在实践中,无论是硬件系统还是软件系统都表现出一定的标准化特点,和传统的变电站相比较,智能变电站具有更多的优势,而且在实际工作中,智能变电站能够有效落实网络化管理,使得变电站设计更加简单,有效节约进行变电站设计与监理工作中的资金成本,与现代开发成本集约化的需求形成一致。
2性质
通过性质可将继电保护分为多种类型:其一,技术人员应保护发电机,其短路的形式较多,主要为定子绕组,当档子绕组接地时,在相间的过程中会产生短路;发电机的外部也会产生短路,若其负荷过重,定子绕组经过电压时,其励磁回路会出现两点或一点接地,也会形成失磁故障。在发生故障后,大多采用解列、停机等方式进行出口,进而使故障范围缩小,并发出信号。其二,在线路保护方面,根据不同的电压等级,采用对应的保护措施,架空长线、电缆或输电线路若长度不同,电网内中性点不同的接地方式也会形成继电保护,进而出现过负荷、单相接地、接地短路及相间短路等。其三,针对母线保护,在多处变电场所与发电厂都应安装专有的母线保护设备。其四,在保护电力电容器方面,由于其内部故障而造成出线短路,若断路器与电容器组形成连接也会产生短路,其原因在于当电容器组内部出现故障时,电容被切除后会经过电压,而当电容器组再度过电压时,其母线会产生失压状态。其五,保护高压电动机,高压电动机会形成多种短路方式,如在同步电动机中,产生非同步的冲击电流、电动机出现失磁效应、底子绕组的电压较低、电子绕组出现单相接地及定子绕组发生相间短路等,多种方式都会形成电动机保护。此外,针对变电站继电保护的温度保护,当其内部的电动机与变压器发生内部短路或电机负载过重时,该保护装置的温度会快速升高,当其整体温度超出整定值后,可及时向系统发送跳闸指令,会产生相应的报警信号。与从同时,为达到设备安全的需求与电力系统的稳定,在继电保护装置中,还会开展主保护,当出现短路或产生故障后,通过系统内部快速地反应,可将产生故障的线路或电源直接切除,对变电站中的继电设备起到保护作用。
而对于继电装置中的后备保护,此保护产生的背景为断路器或主保护系统发生拒动,可将产生故障的部分直接切除。当装置中出现主保护拒动时,电力系统内部可紧急启动另外一套保护设备,进而引发后备保护。为保障主保护与后备保护的整体性能,技术人员在检修继电装置时,可采用辅助保护,该保护方式可作为多种防护的补充。
3变电站继电保护常见故障分析与应对措施
3.1开关拒合故障
变电站进行输变电的过程中,用于实现继电保护工作的常见设备装置通常为电流速断与过电流保护装置。而对于变电站的持续稳定供电与突发的供电中断情况而言,其在变电站运行过程中的出现与否都是由开关的通畅与中断所决定的。一般开关拒合故障在变电站投入使用后的前期整体发生概率相对较低。但在变电站设备投入一定时间的使用后,随着用电负荷与配变电容量的不断提升,开关拒合故障的发生概率也会随之一同提升。而结合具体研究工作的展开可以发现,导致变电站设备出现开关拒合故障的问题主要为两个方面。其一为负责承载该开关的线路出现了相间短路的问题;其二为开关阶段出现焊死或合闸卡住的情况,导致其难以复原所引发的。以某变电站对开关拒合故障的应对为例,其在进行检测的时候发现当前变电站出现故障并不是由以上两种问题所导致的开关跳跃引发,并且在实际工作的过程中,开关拒合现象的出现难以排除。在经过相关技术人员进一步检查后发现,当前变电站开关拒合问题出现是由于在进行时间继电器连接时,瞬间常开接点仅接入到了电流回路当中,延时闭合常开接点没能够接入到相应的回路当中。在对其进行维修的过程中,仅需要将延时闭合常开点重新接入,便可以避免相应问题的出现。这种问题的出现是由于在进行合闸的过程中,冲击电流所带来的影响所导致的。在变电站开关起动后,其冲击电流相对较小,使得供电时所需承担的负荷也较小,但随着使用时间的增长,冲击电流逐渐增大,使得供电负荷也随之提升,而在电流值达到保护装置启动的临界点时,便会产生开关拒合的现象。为此,可以通过调整运行方式的措施,来实现对冲击电流强度的有效控制,以避免开关拒合问题的出现。
3.2主变差动保护故障
对于变电站输变电效果的持续与稳定而言,如果设备在运转的过程中存在有潜在故障也会使自身在实际应用的过程中整体上的质量受到影响。而且从实际工作经验上进行分析也可以发现,大多数停电问题的出现,都是由于潜在故障的原因所引发的。以某变电站为例,其属于110kV变电站,主变容量为2万kVA,电压等级为110kV、35kV、10kV三种,并且均采取了不同的接线方法,其中35kV采取的接线方法为单母线方式,10kV电压则为单母线分段带旁路。而在对其进行改造的过程中,额外的增加了一台1万kVA的主变压器,但进行调试的过程中,发现虽然在增加新主变压器后110kV侧开关测验能够保持24小时的空载,并且不会发生事故。但在对35kV侧开关进行测验的过程中,却发生了主变差动保护的情况。在对其进行检修后可以发现,该故障的主线是由于CT极性的连接失误造成的。而在对该问题进行解决的过程中,在将设备重新进行连接并启动运行后发现,其35kV侧的负荷功率达到了620kw以上后,继电保护装置会立即发出警报。但在调试的过程中可以发现,在设定值为0.2a时,继电保护的警报会在大约5秒的延迟后起动。这种情况的出现与存在表明了线路流超过了临界值的不平衡路线。在判定故障为这种情况时,可以采取计算的方式来予以明确,在对该案例中的相关数据进行计算后可以发现35kV侧的kpm值为1.39,而该侧的CT变化比值原本应为200/5但却被设置为400/5,因此需要以此作为基础,来对线路进行调试,使设备的运作处在了一个稳定的状态下。该问题出现的原因,通常都是在开关于生产线进行生产的过程中,没有对其进行精准的匹配所导致的。为此需要在进行接线操作的过程中,对各个设备在使用过程中的参数值与保护限定值进行核查,从而防止出现匹配不准确的问题。
结语:
总之,站在电力行业变电系统的角度来看,做好变电站的继电保护工作是非常重要的。由于近年来人们对于电能的需求处于持续上升的状态,因此,我国电力系统有必要不断改革和创新现行的继电保护技术,对数字网络技术进行有效使用,并创建智能变电站,从而有效满足人们在生产与生活中的用电需求。另外,电力行业在未来发展中,应该正确看待继电保护装置在变电站工作中的地位,使其成为变电站工作的重要内容,快速完成全站全智能的目标。
参考文献:
[1]刘琨,黄明辉,李一泉,etal.基于关联关系的继电保护在线监测方法与系统:.
[2]杨琪.智能变电站继电保护配置方案[J].通讯世界,2015(07):108-109.