楊志學(xué) 國(guó)網(wǎng)天津電力城南供電公司

當(dāng)前各國(guó)為解決能源安全和環(huán)境保護(hù)的問題，大力發(fā)展智能電網(wǎng)。變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)電能傳輸、分配的關(guān)鍵系統(tǒng)。而且，電網(wǎng)的各種關(guān)鍵設(shè)備均置于變電站內(nèi)，可見變電站的可靠性很大程度上決定了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。因此，對(duì)與智能電網(wǎng)相對(duì)應(yīng)的智能變電站提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。為提升智能變電站的可靠性，本文對(duì)其涉及的繼電保護(hù)技術(shù)和保護(hù)裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

一、加強(qiáng)智能化變電站繼電保護(hù)

由于科技的不斷進(jìn)步，智能變電站通過運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅會(huì)提高系統(tǒng)的安全性能，而且能夠顯著降低建設(shè)成本。結(jié)合智能化變電站運(yùn)行特點(diǎn)得知，通過加強(qiáng)繼電保護(hù)調(diào)試和應(yīng)用，能夠滿足電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行需求。通過加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試，可以幫助技術(shù)人員快速找到變電站中存在的故障問題，并及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，顯著提高電力線路檢修水平。另外，通過提高變電站的智能化水平，能夠確保電力系統(tǒng)中的故障得到快速處理，減輕技術(shù)人員的工作壓力。因?yàn)樽冸娬緝?nèi)部結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，通過做好繼電保護(hù)調(diào)試工作，能夠幫助技術(shù)人員合理確定電力系統(tǒng)故障影響范圍，并有針對(duì)性地進(jìn)行處理。

二、智能變電站繼電保護(hù)裝置方案

（一）主變配置

1.單套主變保護(hù)配置

因?yàn)榫邆涓呖煽啃院涂祉憫?yīng)的特點(diǎn)，因此變壓器保護(hù)可以分為兩個(gè)部分：第一部分為主保護(hù)，使用差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)考慮到對(duì)速率要求比較高，所以變壓器各電壓等級(jí)側(cè)智能終端和合并單元的連接方式采用光纖；第二部分為后備保護(hù)，保護(hù)裝置采用各電壓等級(jí)側(cè)后備保護(hù)合一裝置，與主保護(hù)類似，使用光纖將各電壓等級(jí)側(cè)的智能終端和MU相連接。由光纖搭建的網(wǎng)絡(luò)具備了穩(wěn)定性高，靈敏度高的特點(diǎn)，同時(shí)，選擇直采直跳的方式，不經(jīng)過以太交換機(jī)，而是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式進(jìn)行采樣信號(hào)和跳閘信號(hào)的采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)了主變保護(hù)器繼電保護(hù)同步采樣和快速響應(yīng)的要求。MU接入方式為現(xiàn)場(chǎng)一次配置，且使用硬接線方式將智能終端和開關(guān)相連接。在低電壓等級(jí)側(cè)，采用MU和智能終端一體化配置；在高電壓等級(jí)側(cè)需要獨(dú)立的MU配置。主變保護(hù)的后備保護(hù)的主要保護(hù)對(duì)象是在母聯(lián)以及分段開關(guān)，因此也可以作為變電站母線保護(hù)的后備保護(hù)。直接采樣直接跳閘的方式優(yōu)點(diǎn)為縮小空間，減少多余的硬件配置。對(duì)于低壓側(cè)采用網(wǎng)絡(luò)跳閘的方式可以避免GOOSE網(wǎng)絡(luò)造成網(wǎng)絡(luò)冗余的麻煩。主變保護(hù)的動(dòng)作命令通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，中低壓側(cè)的分段母聯(lián)通過光纖連接。

2.雙重化主變保護(hù)配置

當(dāng)接線方式為雙母線接線形式時(shí)，不同電壓等級(jí)側(cè)的智能終、合并單元采用雙配套裝置，即雙重化保護(hù)保護(hù)配置。為了實(shí)現(xiàn)非電量保護(hù)從而實(shí)現(xiàn)非電量時(shí)延，采用直接電纜跳閘的方式。為了使每套裝置都實(shí)現(xiàn)主保護(hù)和后備保護(hù)、各電壓等級(jí)側(cè)配置符合雙重化標(biāo)準(zhǔn)，所以配置了雙重化標(biāo)準(zhǔn)的變壓器。與單套配置保護(hù)類似，對(duì)主單元和子單元進(jìn)行分布式保護(hù)，利用斷路器通過直接采樣直接跳閘的方式實(shí)現(xiàn)主變保護(hù)，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障指令進(jìn)行快速傳輸，傳達(dá)至過程層。

（二）繼電保護(hù)裝置的改進(jìn)

1.復(fù)壓閉鎖判據(jù)的優(yōu)化

當(dāng)繼電保護(hù)裝置的主變低后備保護(hù)裝置在低壓側(cè)開關(guān)閉合時(shí)，其對(duì)應(yīng)的過流保護(hù)經(jīng)復(fù)壓閉鎖。由于變電站低壓側(cè)開關(guān)處于未閉合的狀態(tài)，從而使得繼電保護(hù)裝置中僅有高壓側(cè)作為復(fù)壓開入。因此，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的母線出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致高后備過流保護(hù)功能的失效。針對(duì)主變電站后備保護(hù)裝置的誤動(dòng)作和效果問題，需將繼電保護(hù)裝置中復(fù)壓閉鎖的判定依據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。綜合分析，在繼電保護(hù)裝置的開關(guān)位置加入復(fù)壓閉鎖的判據(jù)，從而能夠避免由于開關(guān)閉合信號(hào)的誤傳導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動(dòng)作或者失效。

2. CT斷線故障閉鎖保護(hù)裝置的優(yōu)化

針對(duì)CT斷線故障時(shí)繼電保護(hù)裝置的被保護(hù)電氣元器件出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置失效的問題，通過研究繼電保護(hù)裝置失效的原因，針對(duì)CT斷線的故障，對(duì)故障信息分析后采用軟壓板控制，從而保證作業(yè)人員能夠根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)需求完成對(duì)整定計(jì)算結(jié)果的取舍，從而做出正確的動(dòng)作指令。

（三）二次回路故障調(diào)試

變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次回路主要用于監(jiān)測(cè)、調(diào)整、控制電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)反饋電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，為調(diào)試人員和管理人員提供精準(zhǔn)的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。二次回路一般由元器件、繼電器、測(cè)量回路、操作電源回路等重要構(gòu)件組成，一旦出現(xiàn)故障，將干擾整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，因此要加大對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)二次回路的故障調(diào)試力度。

（四）加強(qiáng)裝置質(zhì)量檢驗(yàn)

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)雜性較高，越大規(guī)模的供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置維修檢驗(yàn)越復(fù)雜，在智能化的設(shè)備環(huán)境下繼電保護(hù)裝置仍然存在較大的故障率。因此，應(yīng)當(dāng)在最初選購(gòu)、安裝、檢測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備時(shí)采用科學(xué)的方法。有效防止各種風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)生。首先，在檢查繼電保護(hù)裝置時(shí)應(yīng)當(dāng)加大設(shè)備靈敏性、安全性、覆蓋選擇性的檢查，把保證繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性作為第一要素。其次，在繼電保護(hù)設(shè)備安裝完成時(shí)和初期調(diào)試時(shí)進(jìn)行設(shè)備性質(zhì)和質(zhì)量檢查。最后，降低智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行故障率，防止繼電保護(hù)裝置停擺。如果需要對(duì)繼電保護(hù)裝置定值更新，以及出現(xiàn)二次回路的現(xiàn)象，應(yīng)再次進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)有效避免故障發(fā)生。

三、結(jié)束語(yǔ)

智能變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)變電站的發(fā)展趨勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中智能變電站由于繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致其經(jīng)常發(fā)生誤動(dòng)作或者失效。因此，需對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，以提升保護(hù)裝置的可靠性，進(jìn)而確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。經(jīng)對(duì)繼電保護(hù)裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)后，其誤動(dòng)作次數(shù)、失效次數(shù)均降為0次，報(bào)警正確率、動(dòng)作正確率和主網(wǎng)電壓合格率均為100%。即，優(yōu)化后的繼電保護(hù)裝置能夠極大地提升變電站運(yùn)行的可靠性，繼而確保電網(wǎng)供電的合格率為100%。