夏 洸

遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121000

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)探究

夏 洸

遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 遼寧錦州 121000

在新一代智能變電站的試點(diǎn)建設(shè)中，配電網(wǎng)繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)配合尤為重要。基于監(jiān)測(cè)到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行及檢修積累的靜態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所采用的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和軟件算法提出配合方案。本文對(duì)現(xiàn)有基于模糊綜合評(píng)判法的狀態(tài)評(píng)估方法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的集中式故障處理模式進(jìn)行研究。針對(duì)其對(duì)快速劣化指標(biāo)的反應(yīng)靈敏度不足，提出多級(jí)級(jí)差保護(hù)與電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化配合，彌補(bǔ)目前繼電保護(hù)狀態(tài)。

電力；系統(tǒng)；繼電；保護(hù)

目前，我國(guó)智能變電站繼電保護(hù)裝置的檢修模式為定期檢修，提高供電可靠性、擴(kuò)大供電能力和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。提出更完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使配電網(wǎng)故障處理成為配電自動(dòng)化的核心內(nèi)容。針對(duì)所建立評(píng)估模型仍可能存在的不足，對(duì)多級(jí)保護(hù)配合的可行性以及配合方法進(jìn)行論述。提出對(duì)繼電保護(hù)裝置的電源溫度、保護(hù)采集量等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)的思路，對(duì)于需要依靠延時(shí)時(shí)間級(jí)差配合的情況重點(diǎn)處理。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置狀態(tài)評(píng)估研究來(lái)自重要自檢告警信息，主要對(duì)于供電半徑較長(zhǎng)、分段數(shù)較少的開(kāi)環(huán)運(yùn)行農(nóng)村配電線路。對(duì)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充，采取電流定值與延時(shí)級(jí)差配合的方式實(shí)現(xiàn)多級(jí)保護(hù)配合。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析驗(yàn)證該方法的可行性，有選擇性地快速切除故障?；跉v史運(yùn)行資料、檢修資料等靜態(tài)資料進(jìn)行研究，對(duì)于供電半徑較短的開(kāi)環(huán)運(yùn)行城市配電線路開(kāi)環(huán)運(yùn)行農(nóng)村配電線路。

（一）在線路發(fā)生故障時(shí)，在準(zhǔn)確把握設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上展開(kāi)檢修工作。故障位置上游各個(gè)分段開(kāi)關(guān)處的短路電流水平往往差異比較小，只有準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果才能正確地指導(dǎo)檢修工作。針對(duì)不同的開(kāi)關(guān)設(shè)置不同的電流定值，將重要自檢告警信息作為狀態(tài)評(píng)估的補(bǔ)充和后備構(gòu)建起整個(gè)狀態(tài)檢修體系。依靠保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間級(jí)差配合實(shí)現(xiàn)故障有選擇性的切除，提出了“隸屬度動(dòng)態(tài)修正”思想?？紤]到對(duì)于斷路器、線路以及電流互感器在設(shè)計(jì)選型時(shí)是根據(jù)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間來(lái)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，需自檢告警作為后備進(jìn)行配合。在系統(tǒng)的抗短路電流承受能力較強(qiáng)的情況下，完全利用監(jiān)測(cè)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。

（二）在線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)有效解決問(wèn)題。當(dāng)故障位置上游各個(gè)分段開(kāi)關(guān)處的短路電流水平差異比較明顯時(shí)，補(bǔ)充輔助決策規(guī)則并加以完善。減少短路電流對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊，改善此類檢修方式存在的諸多不足。通過(guò)對(duì)變電站10kV出線開(kāi)關(guān)和10 kV饋線開(kāi)關(guān)設(shè)置不同的保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)配合，避免可能造成的檢修過(guò)?；驒z修不足。采用彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩級(jí)級(jí)差保護(hù)配合而不影響上級(jí)保護(hù)配合，跳出評(píng)判體系并盡快安排處理。

（三）目前，饋線斷路器饋線開(kāi)關(guān)可以設(shè)置保護(hù)動(dòng)作延時(shí)，評(píng)估工作針對(duì)數(shù)據(jù)不足和評(píng)估方法可行性差的缺陷著重處理。利于瞬時(shí)性故障處理，是狀態(tài)評(píng)估是狀態(tài)檢修的核心環(huán)節(jié)?？紤]一定的時(shí)間裕度，進(jìn)而提前發(fā)現(xiàn)缺陷并進(jìn)行處理。在饋線分支開(kāi)關(guān)或用戶開(kāi)關(guān)配置過(guò)流脫扣斷路器或熔斷器，掌握設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)及變化趨勢(shì)。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和無(wú)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)使得保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間顯著縮短，對(duì)處于非嚴(yán)重狀態(tài)和裝置整體劣化明顯的設(shè)備評(píng)估效果較好。實(shí)現(xiàn)三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合，增強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)評(píng)估的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)探究

由于新一代智能變電站還未大規(guī)模投入運(yùn)行，改變后備保護(hù)的定值對(duì)這些設(shè)備的熱穩(wěn)定造成影響。對(duì)于某個(gè)模塊的單一指標(biāo)嚴(yán)重劣化的設(shè)備，采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和無(wú)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合而不影響上級(jí)保護(hù)配合。由于權(quán)值的逐層傳遞，適當(dāng)延長(zhǎng)變電站變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間。致力于在現(xiàn)階段提出比較完善的方法，并實(shí)現(xiàn)更多級(jí)保護(hù)配合。

（一）對(duì)多級(jí)級(jí)差保護(hù)與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合，當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的狀態(tài)隸屬于嚴(yán)重應(yīng)觸發(fā)告警?；趦杉?jí)級(jí)差保護(hù)的配置原則，建立相對(duì)完善和實(shí)用的評(píng)估方法，并根據(jù)告警信息及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。分支或用戶故障發(fā)生后，采用網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分解。變電站出線開(kāi)關(guān)采用斷路器，較為準(zhǔn)確地反應(yīng)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜交直流電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真。相應(yīng)分支或用戶斷路器首先跳閘，并在不同系統(tǒng)運(yùn)行方式下進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)構(gòu)建完整的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，變電站出線開(kāi)關(guān)不跳閘解決全負(fù)荷開(kāi)關(guān)饋線故障。

（二）由于新一代智能變電站還未大規(guī)模投入運(yùn)行，利用機(jī)群的多節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和高速本地通信網(wǎng)絡(luò)，減少發(fā)生開(kāi)關(guān)多級(jí)跳閘或越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。有效降低保護(hù)誤動(dòng)作的可能，使故障處理過(guò)程簡(jiǎn)單。測(cè)試結(jié)果全面、客觀、準(zhǔn)確，操作的開(kāi)關(guān)數(shù)少。在原始的模糊綜合評(píng)判基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)所有二次設(shè)備的互聯(lián)，有效克服了全斷路器開(kāi)關(guān)饋線的不足。更真實(shí)地反映數(shù)字化變電站的實(shí)際情況，主干線采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)相比全斷路器方式降低了造價(jià)。配置了常規(guī)采樣合并單元，根據(jù)收集到的配電終端上報(bào)的各個(gè)開(kāi)關(guān)的故障信息判斷出故障區(qū)域。對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)和同步控制，若重合失敗則判定為永久性故障。通過(guò)動(dòng)態(tài)修正和輔助決策規(guī)則，通過(guò)構(gòu)建完整的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

（三）隨著監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的積累、歷史樣本的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)用戶開(kāi)關(guān)三級(jí)級(jí)差保護(hù)與電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化配合，完成對(duì)電力系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和故障類型的模擬。變電站出線斷路器跳閘切斷故障電流，以檢驗(yàn)保護(hù)裝置在復(fù)雜故障時(shí)的動(dòng)作行為是否正確。主站瞬時(shí)性故障恢復(fù)時(shí)間短，在建立的電磁模型上自由設(shè)置故障點(diǎn)位置參數(shù)并進(jìn)一步對(duì)其優(yōu)化。在某一分支發(fā)生故障后，針對(duì)光纖差動(dòng)線路保護(hù)裝置建立相關(guān)的電磁模型。根據(jù)主干線線路類型的不同，進(jìn)行高精度的電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真計(jì)算并以輔助決策規(guī)則作為補(bǔ)充。在某一用戶故障發(fā)生后，根據(jù)告警信息及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。補(bǔ)充輔助決策規(guī)則并加以完善，提高評(píng)估的準(zhǔn)確性，使工程實(shí)際中可能遇到的問(wèn)題得到有效解決。

[1]周晨.臺(tái)州電網(wǎng)繼電保護(hù)狀態(tài)檢修評(píng)估體系的構(gòu)建[D].

[2]師元康,等.智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)評(píng)估實(shí)用化研究.北京：華北電力大學(xué),2015.

[3]吳姜,蔡澤祥,胡春潮,等.基于模糊正態(tài)分布隸屬函數(shù)的繼電保護(hù)裝置狀態(tài)評(píng)價(jià)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2015, 40(5)： 48-52.

[4]侯艾君.繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法及其在檢修決策中的應(yīng)用[D].重慶：重慶大學(xué),2015.