变电运行中继电保护技术探讨

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月第7期   作者:惠娟
[导读] 继电保护是一种电力系统的反事故自动装置
        惠娟
        河南省众慧电力工程咨询有限责任公司河南郑州
        摘要:继电保护是一种电力系统的反事故自动装置,继电保护机制可以在变电运行过程中出现故障时自动切断电路而防止事故发生,随着继电保护的进一步发展,已经可以为变电站维护提供更多的维修技术支持,降低了检修人员工作的难度,同时也保证变电运行的平稳。
        关键词:变电运行;继电保护;检修
        
        引言
        随着我国工业化进程的加快,人们的生活水平普遍提高,对于用电需求也进一步增大,想要为人们提供稳定高质量的生活用电,就需要保证供电的每一个环节都十分可靠。为了给不同用电需求的用户供电,变电站必不可少,在变电运行中,技术人员需要时时刻刻掌握变电设备的运行状态,如果变电设备发生故障,则会造成比较大的损失,甚至有可能发生事故。继电保护装置作为电力系统中必不可少的组成部分,其技术的高低也会决定电力系统的稳定性。继电保护最大的作用是可以防止故障进一步扩大,同时也能够保证供电的质量[1]。
        
        一、变电运行中继电保护状态的评估问题分析
        在变电运行的过程中会产生很多实时数据,这些实时数据包括设备运行状态日志、故障记录以及荷载数据等等,这些数据的收集和分析对于保证供电稳定性十分重要。变电运行中继电保护设备的状态信息需要按照一定的标准来量化评分,通过评分来表征变电运行中继电保护设备的状态。
        1、继电保护状态在评估中的分类
        对数据保护状态进行科学的分类可以让检修人员更快地从数据中发现问题,并定位问题发生的位置和原因,分类主要分为四类,分别是ABCD,A为正常状态,说明变电运行正常,没有故障产生;B为可疑状态,说明变电运行参数存在问题,但是并不构成故障,设备还处于可运行的状态,这一种有隐患存在的状态且运行异常状态和原因都不明确,需要技术人员进行更仔细地排查;C为可靠性下降状态,表示运行状态已经处于不正常的情况,随时有可能发生故障;D为危险状态,是危险最高级,处于此状态时需要马上进行检修,否则随时都可能发生危险。
        2、继电保护的各类状态都要定期进行检测和更新
        继电保护状态的各项数据并不是一成不变的,需要根据设备运行的相关数据、历史数据定期地进行对比,如果发现状态数据与设定值存在较大的偏差,就说明继电保护装置在应用的过程中出现了疏漏或者是其他问题[2]。
        3、评估工作的关键点
        在二次检修的时候,首先要保证整个系统运行的稳定性,让继电保护装置可以更加可靠的工作,同时也要注意变电系统运行时对于线路的端口以及继电保护设置的电压冲击,防止电流通过时影响到其正常的保护效果,通常要每隔一个固定的时期进行一次系统的检测,最少一个季度要检查一次,必要的时候可以更加频繁,视具体的情况而定。
        
        二、继电保护配置问题分析
        1、配置方案
        变电站计算机监控系统一般包括两部分:站控层、间隔层,网络结构为开放式分层、分布式结构,,监控主机、远动主机等都通过接口与站控层中心交换机相连接,根据不同元件类型配置不同的继电保护,如图1所示。另外,继电保护装置一般组屏安装在二次设备间内,当变电站为户内智能变电站时,安装方式会有所不同,保护和测控装置要安装在靠近一次设备的汇控柜中。

        图1配置方案
        2、配置原则
        电力设备和线路应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置,继电保护和自动装置应能及时反应设备和线路的故障和异常运行状态,并应尽快切除故障和恢复供电。
        根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求,配置原则有以下几点较为重要:
        (1)智能化的继电保护首先要保证其可靠性,在可靠性的基础上再进行其他功能的开发。
        (2)电子式互感器内需要有两组相互独立的采样系统共同完成采集工作,在采集完成之后获得的两组数据在合并之后汇入同一路通道内传输到保护装置之中。
        (3)保护直接采样,直接跳闸,变电站保护装置不允许采用网采网跳,这样可以保证较低且相对固定的延迟。
        (4)变电运行中各电压等级的过程层网络要相互独立,各电压等级过程层网络之间没有直接联系,为了让各个接入网络的装置之间不产生相互干扰,装置内部各网络的数据接口控制也应独立配置。
        
        三、变电运行中设备继电保护问题分析
        1、主变压器继电保护
        主变压器是变电系统中的核心设备之一,如果主变压器出现故障,则电网稳定性会受到很大影响,为了保证主变压器的继电保护可靠性,依据规范要求变压器的电量保护适宜按照双套配置。在配置的时候,通常采用主、后备保护一体化装置,同时配置一套非电量保护。采用不同原理的差动保护作为主保护,其中一 套采用二次谐波制动原理的比率差动保护,第二套主保护采用采用波形判别差动保护。
        2、线路继电保护
        线路的继电保护相对复杂,包括主保护、后备保护和异常运行保护,必要时可增设辅助保护。在实际的应用中当线路出现故障的时候,继电保护装置会直接断开断路器跳开故障,智能站线路保护的启动失灵信号和母线保护发给线路保护的“其它保护动作信号”可以采用GOOSE信号网络传输。电流电压SV和跳合闸GOOSE信号为直接采样直接跳闸。
        3、母线继电保护
        110kV母线保护采用单套配置,母线保护装置会直接和智能终端与合并单元连接,智能终端主要是负责实现跳闸功能,而合并单元负责对运行状态的直接采样。早期阶段这两个装置在设计的时候是相互独立的,信号传输时彼此之间不会受到对方的干扰。现阶段110kV的线路、分段、主变进线的合并单元智能终端一般采用一体化设计,SV和GOOSE可以共口传输也可以分口传输。
        
        结束语
        继电保护是实现安全生产的重要手段之一,通过成熟的继电保护系统,可以让变电运行更加稳定,实现更加安全有效的供电。加强继电保护核心技术的研究,不仅可以极大地提高变电安全性,还可以让整个变电运行系统更加稳定,减少运行隐患节约维护成本。
        参考文献
        [1]章军.变电运行中的继电保护技术分析[J].集成电路应用,2021,38(02):132-133.
        [2]张延虎.变电运行中继电保护问题的探讨[J].电子世界,2020(24):180-181.
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