李樹(shù)兵　王正江　何天華

摘 要：變電站是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要前提，起到十分關(guān)鍵的匯集電能和轉(zhuǎn)換電壓等作用。一般情況下，電力系統(tǒng)由于運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，運(yùn)行期間很容易受到各種因素的影響，因此，往往存在很多的安全隱患和各種潛在風(fēng)險(xiǎn)。為了保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，就必須重視變電站線路和設(shè)備的安全防護(hù)，積極采取有效的繼電保護(hù)改進(jìn)措施，確保變電站的平穩(wěn)運(yùn)行。文章立足實(shí)際，對(duì)于影響變電站運(yùn)行的各項(xiàng)因素進(jìn)行了全面分析，在此基礎(chǔ)上提出了加強(qiáng)繼電保護(hù)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；繼電保護(hù)配置；改進(jìn)建議；雷擊防護(hù)

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）29-0102-02

1 研究背景

目前，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了科技的進(jìn)步，國(guó)家和政府對(duì)于影響到居民基本生活的電力系統(tǒng)運(yùn)行安全給予了高度關(guān)注，因此，變電站的正常運(yùn)行顯得格外重要。數(shù)字化變電站在運(yùn)行過(guò)程中，受到諸多因素的綜合影響，導(dǎo)致其很容易出現(xiàn)各種安全事故，比如雷擊事故和線路燒毀等，不僅給電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行造成了影響，還嚴(yán)重威脅了人員安全。因此，要確保正常供電，就必須科學(xué)認(rèn)識(shí)變電站所發(fā)揮的重要作用，重視做好變電站的安全防護(hù)措施，積極改進(jìn)繼電保護(hù)措施，確保變電站的安全運(yùn)行。

2 數(shù)字化變電站的設(shè)備簡(jiǎn)述

數(shù)字化變電站主要有以下兩種設(shè)備。

2.1 光學(xué)互感器

目前我國(guó)變電站所使用的光學(xué)互感器主要有兩種：光學(xué)電流互感器、光學(xué)電壓互感器，前者通常用于測(cè)量導(dǎo)線電流，后者一般用在測(cè)量電壓上。此種類型的互感器具有體積和質(zhì)量較小、抗干擾能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)。

2.2 智能斷路器

此種斷路器與傳統(tǒng)的相比具有很大差別，它使用數(shù)字化接口代替了原本的硬接線，這樣不僅可以對(duì)于斷路器運(yùn)行進(jìn)行有效控制，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視，便于在設(shè)備出現(xiàn)故障的最短時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，及時(shí)采取檢修措施，使設(shè)備盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。

3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的改進(jìn)建議

3.1 35 kV線路

針對(duì)35 kV部分線路，繼電保護(hù)應(yīng)從以下幾方面入手：

①I(mǎi)段電流速斷保護(hù)和II段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、快速重合閘。設(shè)置時(shí)，應(yīng)注意，主保護(hù)為I段電流速斷保護(hù)，一般反應(yīng)于出現(xiàn)相間故障的時(shí)候，對(duì)于電流增大導(dǎo)致的瞬時(shí)動(dòng)作能夠起到較好的保護(hù)作用，但要注意控制線路長(zhǎng)度，線路長(zhǎng)度所占比例不得小于總長(zhǎng)度的15%，同時(shí)也不應(yīng)該超過(guò)20%。

②對(duì)于35 kV部分線路來(lái)講，II段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)是一種后備保護(hù)，具有十分重要的作用，不僅可以保護(hù)全部線路，對(duì)于相鄰線路也有較好的實(shí)時(shí)保護(hù)功能。

③由于線路故障極易導(dǎo)致供電異常，因此，為了保護(hù)電力正常供應(yīng)，降低故障帶來(lái)的影響，就必須重視故障的影響。對(duì)于線路發(fā)生的臨時(shí)故障，為了降低其破壞力，可以通過(guò)加設(shè)自動(dòng)重合閘的方式來(lái)改進(jìn)。

④35 kV部分線路電流較小，所以在出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，此系統(tǒng)仍舊可以再運(yùn)行2 h，所以在出現(xiàn)故障時(shí)，一般只會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生作用，無(wú)需跳開(kāi)斷路器，連接在PT三角處。

3.2 10 kV線路

對(duì)于10 kV線路實(shí)施繼電保護(hù)與35 kV基本相同，都是從上述三方面進(jìn)行。但是不同的地方在于10 kV線路的主保護(hù)為II斷定時(shí)電流速斷保護(hù)，保護(hù)對(duì)象為線路總長(zhǎng)的70%～80%，在線路發(fā)生故障時(shí)，10 kV線路的應(yīng)對(duì)措施與35 kV也基本一致，唯一的不同之處在于10 kV應(yīng)接在小電PT三角處。

另外，對(duì)于10 kV線路來(lái)講，由于其屬于小接地電流系統(tǒng)，為了保護(hù)線路運(yùn)行安全，降低故障的發(fā)生率，可以通過(guò)加設(shè)能夠反映出相間、單相接地等故障的保護(hù)裝置來(lái)進(jìn)行改進(jìn)?？梢酝ㄟ^(guò)加設(shè)三相一次重合閘、兩相式接線以及接地信號(hào)等裝置可以對(duì)于線路起到較好的保護(hù)效果。

4 防雷保護(hù)改進(jìn)建議

雷擊是一種破壞力極大的自然災(zāi)害，對(duì)于變電站的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，對(duì)于線路具有極大的破壞力，在變電運(yùn)行時(shí)，一旦遭受雷擊，將會(huì)釀成嚴(yán)重的后果，不僅會(huì)導(dǎo)致電力供應(yīng)出現(xiàn)問(wèn)題，還會(huì)對(duì)于電網(wǎng)造成嚴(yán)重破壞，因此，變電站的保護(hù)必須重視防雷措施的改進(jìn)。避雷措施的改進(jìn)，應(yīng)在詳細(xì)分析雷擊事故的前提下進(jìn)行，明確變電站遭受雷擊的原因和后果等，采取具有針對(duì)性的有效避雷措施。一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)不同情況，數(shù)字化變電站的防雷保護(hù)主要包含以下幾個(gè)部分。

4.1 直擊雷的保護(hù)措施

直擊雷對(duì)于線路的危害是很大的，為了確保設(shè)備安全，應(yīng)重視直擊雷的防護(hù)措施改進(jìn)。安裝避雷針是一種有效的避雷措施，要最大程度地保護(hù)變電站不受直擊雷的破壞，就必須重視加設(shè)避雷針。避雷針的功能在于在發(fā)生雷擊的時(shí)候可以將雷擊轉(zhuǎn)至自身，之后將其導(dǎo)入地下，保護(hù)設(shè)備安全，實(shí)踐證明，數(shù)字化變電站加設(shè)避雷針能夠起到良好的避雷效果，有效的保護(hù)變電站的安全運(yùn)行。

110 kV變電站在進(jìn)行避雷防護(hù)改進(jìn)的時(shí)候，由于自身具有裝置的絕緣性比較好的特點(diǎn)，避雷針是可以直接安裝的，正因如此，在避雷針遭受直擊雷的時(shí)候，高電位不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的反擊事故，變電站的安全運(yùn)行得到了有效的保障。

4.2 雷擊侵入波

針對(duì)雷擊侵入波，變電站可以實(shí)施的防護(hù)措施為加設(shè)避雷器和保護(hù)間隙。對(duì)于雷擊侵入波，數(shù)字化變電站最常采用的辦法就是加設(shè)閥型避雷器，此種避雷器的元件主要包含火花間隙以及非線性電阻兩種。就目前形勢(shì)來(lái)看，保護(hù)數(shù)字化變電站的高壓設(shè)備安全，多使用FCZ1系列的磁吹閥型避雷器。

4.3 進(jìn)線防護(hù)

進(jìn)線防護(hù)指的是對(duì)于雷電的電流幅值以及雷電波陡度進(jìn)行限制，以保障線路安全。在變電運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)有過(guò)電壓時(shí)，行波就會(huì)隨之產(chǎn)生，行波將順著導(dǎo)線行進(jìn)向變電站，幅值可達(dá)線路絕緣一半的沖擊閃絡(luò)電壓，也就是說(shuō)線路耐壓比將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備。所以，在變電站附近的進(jìn)線受到雷電攻擊的時(shí)候，電流幅值最高將大于5 kA，并且陡度也會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于允許范圍，防雷主要依靠避雷線。合理架設(shè)避雷線，可以對(duì)于進(jìn)線起到很好的保護(hù)效果，防止雷擊破壞線路，影響變電站的運(yùn)行安全和正常供電。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，變電站對(duì)于電力的正常供應(yīng)具有十分重要的影響意義，而變電站的運(yùn)行卻很容易受到雷擊的影響，導(dǎo)致線路故障，甚至破壞電網(wǎng)。因此，為了確保數(shù)字化變電站能夠安全運(yùn)行，充分發(fā)揮自身的功能和作用，就必須重視做好繼電保護(hù)，針對(duì)不同情況，采取有針對(duì)性的防雷措施，為線路安全提供可靠保障。繼電保護(hù)不僅關(guān)系到線路安全，對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生不可忽視的影響，因此，為了保障電力系統(tǒng)的健康發(fā)展，維護(hù)發(fā)展秩序，就必須重視變電站的繼電保護(hù)改進(jìn)措施。

除此之外，電力企業(yè)和相關(guān)管理部門(mén)必須充分認(rèn)識(shí)變電站的重要地位和發(fā)揮的關(guān)鍵作用，在實(shí)際的管理工作中，重視結(jié)合實(shí)際情況，掌握基本的防護(hù)和繼電保護(hù)手段，依據(jù)科學(xué)的原則，做好數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)配置改進(jìn)，優(yōu)化資源配置，提高變電站運(yùn)行的安全性。

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