武鵬

摘要：我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大，使用的技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，不僅給各行各業(yè)的生產(chǎn)提供了源源不斷的支持，還為千家萬(wàn)戶的日常生活提供了有力的保障。在智能變電站得到更加廣泛應(yīng)用的同時(shí)，相關(guān)人員一定要提高對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，為繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好的環(huán)境，讓它能夠充分發(fā)揮作用，確保智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖?，本文主要分析了電力變壓器繼電保護(hù)原理及配置。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)裝置;發(fā)電廠;電力行業(yè)

引言

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用，具體地說(shuō)就是在電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)異常或故障時(shí)，可以對(duì)異常參數(shù)和故障現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，不僅可以對(duì)故障進(jìn)行部分的隔離和切除，避免故障擴(kuò)大化，降低故障所造成的危害，而且在線監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，針對(duì)其中的異常發(fā)出報(bào)警，工作人員及時(shí)處理，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成概述

全面分析傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可發(fā)現(xiàn)，其主要構(gòu)架層面可劃分為間隔層及站空層，而智能變電站的構(gòu)架及模式均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)不止具備傳統(tǒng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，更增加過(guò)程控制的職能，有助于優(yōu)化過(guò)程層及間隔層的總體功能，對(duì)提高總體工作效率具有不可比擬的積極作用。繼電保護(hù)設(shè)備的作用可以分為以下3個(gè)方面。首先，繼電保護(hù)設(shè)備可以保障變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行的可靠性。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站的運(yùn)行狀況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在故障問(wèn)題的設(shè)備。在發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備之后，智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備能夠向相關(guān)的斷路器下達(dá)跳閘指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的保護(hù)。其次，繼電保護(hù)設(shè)備還能夠反映變電站電氣設(shè)備的異常情況，并將這些異常情況通過(guò)信號(hào)的方式來(lái)提醒相關(guān)人員。同時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化操控，具有自動(dòng)重合閘、遙測(cè)以及備用電源自動(dòng)投切等功能，給智能變電站的運(yùn)行帶來(lái)了較大的便利。最后，智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備還具有信息交互及時(shí)的特征，依托發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升了變電站監(jiān)控的全面性，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，一定程度上解放了勞動(dòng)力，降低了勞動(dòng)成本[1]。

2繼電保護(hù)裝置工作原理分析

眾所周知，電力行業(yè)一直是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱之一，相關(guān)電力技術(shù)人員需要充分地了解繼電保護(hù)裝置的原理以及一些相關(guān)的專業(yè)性知識(shí)，才能進(jìn)一步地將其應(yīng)用在我國(guó)電力行業(yè)之中。繼電保護(hù)裝置有電源總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線四大中樞系統(tǒng)，而且還分有功率驅(qū)動(dòng)模塊、圖形顯示模塊、通訊模塊、A/D模塊、開(kāi)關(guān)量I/O模塊和CPU模塊等六大模塊組成。這六大模塊可以有效地調(diào)節(jié)在電路過(guò)程中的故障，在其發(fā)生故障之時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)發(fā)出警報(bào)，然后迅速地將警報(bào)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，迅速地分類出屬于何種故障，并且會(huì)給出相應(yīng)的補(bǔ)救措施。與此同時(shí)還會(huì)斷開(kāi)電路以防止電路繼續(xù)損壞。最終將整個(gè)影響范圍控制到最小，起到保護(hù)電網(wǎng)的作用[2]。

在繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)期間，工作人員必須深入了解裝置特性與基本要求，將其作為開(kāi)展后續(xù)運(yùn)行維護(hù)工作的主要依據(jù)。例如，當(dāng)檢查到繼電保護(hù)裝置未滿足基本要求時(shí)，及時(shí)更換全新裝置，將原有裝置退役報(bào)廢處理或進(jìn)行返廠檢修，以滿足電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)需求。繼電保護(hù)裝置的基本要求包括：第一，可靠性。在滿足保護(hù)動(dòng)作觸發(fā)條件時(shí)，要求繼電保護(hù)裝置可以在限定時(shí)間內(nèi)快速執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，禁止裝置出現(xiàn)誤動(dòng)與拒動(dòng)現(xiàn)象。第二，選擇性。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行現(xiàn)象時(shí)，裝置應(yīng)選擇性斷開(kāi)與故障點(diǎn)最近的開(kāi)關(guān)設(shè)備，如果所斷開(kāi)設(shè)備選擇不當(dāng)，將擴(kuò)大實(shí)際的停電范圍，影響到其他無(wú)故障部分的運(yùn)行狀態(tài)。第三，靈敏性。要求所配置繼電保護(hù)裝置具有良好的監(jiān)測(cè)精度及靈敏系數(shù)，裝置可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)所保護(hù)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的設(shè)備故障與異?，F(xiàn)象，并執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。第四，快速性。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障后，繼電保護(hù)裝置應(yīng)在限定時(shí)間內(nèi)以最快速度執(zhí)行跳閘等保護(hù)動(dòng)作，斷開(kāi)故障設(shè)備與無(wú)故障部分的連接。

3繼電保護(hù)裝置基本性能

3.1可靠性

由于繼電保護(hù)裝置優(yōu)異的警報(bào)功能和保護(hù)功能，能夠迅速地處理，電路之中多出現(xiàn)的各種故障，并且給予補(bǔ)救措施，因此它擁有很高的可靠性。準(zhǔn)確來(lái)講其可靠性主要來(lái)自兩個(gè)主要方面，其一就是保證判斷故障出現(xiàn)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，并且能夠迅速地分類故障種類。其二就是不會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員出現(xiàn)失誤動(dòng)作：相關(guān)技術(shù)人員需要依據(jù)科學(xué)合理的專業(yè)知識(shí)作為儲(chǔ)備，并且保證設(shè)計(jì)制造過(guò)程能夠滿足要求。

3.3靈敏性

靈敏性主要體現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中的靈敏性系數(shù)以及以靈敏性系數(shù)值，它可以有效地顯示整個(gè)裝置的所能允許的最大額定電流和電壓以及所能允許的電阻變化范圍，這對(duì)于整個(gè)電路的保護(hù)作用有著重要的意義和價(jià)值。

3.4快速反應(yīng)性

快速反應(yīng)性是繼電保護(hù)裝置應(yīng)有的特性，快速地檢查到故障并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)救處理，然后將故障信息反饋給技術(shù)人員是其本質(zhì)作用。這樣才能在電路之中出現(xiàn)故障之時(shí)，將整個(gè)損失和影響降到最小[3]。

4主變壓器的繼電保護(hù)措施

主變差動(dòng)保護(hù)范圍為主變各側(cè)外附電流互感器之間，保 護(hù)范圍內(nèi)故障瞬時(shí)跳主變各側(cè)斷路器，作為主變套管、繞組、引出線發(fā)生短路故障時(shí)候的主保護(hù)。

4.1主變差動(dòng)保護(hù)

主變差動(dòng)故障是變電站在運(yùn)行期間經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題之一，以某企業(yè)的 110kV 變電站為例，該企業(yè)擁有兩臺(tái) 40005kVA 容量的 主變機(jī)器設(shè)備，并采用國(guó)電南瑞 DSA 系列變電站成套保護(hù)裝置，在設(shè)備維修檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn) 110kV 其中一臺(tái)主變差動(dòng)保護(hù)裝置設(shè) 備顯示“比率差動(dòng)動(dòng)作”，另一臺(tái)主變差動(dòng)保護(hù)裝置及相關(guān)附屬設(shè) 備沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況，高低壓測(cè)電流互感器的外觀正常沒(méi)有出現(xiàn)破 損跡象，保護(hù)裝置的開(kāi)關(guān)端子排二次電流接線處燒焦凝結(jié)并炭化。對(duì)于主變差動(dòng)故障的原因有很多種：（1）差動(dòng)保護(hù)裝置的零部件出現(xiàn)故障，老化現(xiàn)象嚴(yán)重?zé)o法正 常運(yùn)轉(zhuǎn);（2）裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題;（3）主變氣體繼電器誤動(dòng);（4）電流互感器出現(xiàn)故障;（5）在二次電流回路過(guò)程中，發(fā)生斷線、接地或者相關(guān)短路 故障。維修檢測(cè)部門應(yīng)該開(kāi)展全面的系統(tǒng)檢測(cè)和檢查工作，排除主變 本身故障風(fēng)險(xiǎn)，并應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備處理技術(shù)，提升其使用性能[4]。

4.2后備保護(hù)

后備保護(hù)是指對(duì)變壓器進(jìn)行電壓的大幅降低和電流的急 劇增加，以此來(lái)緩解變壓器承載的壓力。因?yàn)楫?dāng)?shù)蛪阂粋?cè)發(fā) 生故障時(shí)，在主變抗阻的影響下，高壓側(cè)的電壓會(huì)再次影響 而產(chǎn)生一定程度的變化，這會(huì)對(duì)高壓側(cè)的復(fù)合電壓的閉鎖元 件的啟動(dòng)造成影響，可能造成延遲閉鎖或其他問(wèn)題。所以，但變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，閉鎖裝置若沒(méi)有按時(shí)啟動(dòng)，后備保護(hù) 就會(huì)迅速開(kāi)啟，以此來(lái)全面確保變壓器的故障范圍不會(huì)再繼 續(xù)擴(kuò)大 [5]。

結(jié)束語(yǔ)

在電力系統(tǒng)中，配電變壓器是非常重要的電氣設(shè)備之一，其運(yùn)行安全性對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)工作連續(xù)穩(wěn)定性具有直接的影響。在電力系統(tǒng)容量不斷增大、電壓等級(jí)不斷提高背景下，對(duì)配電變壓器保護(hù)的安全性、可靠性、靈敏性、快速性也提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]田倫.繼電保護(hù)裝置在發(fā)電廠中的應(yīng)用分析[J].數(shù)字通信世界，2018，161（05）：273-274.

[2]于超.火電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置應(yīng)用中的防干擾技術(shù)分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2020（003）：80.

[3]張雪冬.風(fēng)力發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置故障分析及處理措施分析[J].電力設(shè)備管理，2020（4）：118-119.

[4]徐鵬.220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化分析[J].通信電源技術(shù)，2018，35（6）：265-266.

[5]晁岳振，楊紹輝，劉天曉.探討智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（6）：207

中廣核新能源公司 ?山西太原 ?030000