谷源

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司舞陽(yáng)縣供電公司 河南漯河 462400

智能電網(wǎng)成為未來(lái)電網(wǎng)的主要發(fā)展方向，為了保證可靠運(yùn)行，應(yīng)有效引入繼電保護(hù)裝置。智能技術(shù)模式為繼電保護(hù)工作帶來(lái)較多風(fēng)險(xiǎn)，為了提高發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)功效，應(yīng)引入更多新技術(shù)，完善設(shè)計(jì)規(guī)劃。且還應(yīng)采用更有效的運(yùn)檢方法，以及時(shí)辨別風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)運(yùn)檢停電時(shí)間長(zhǎng)，消耗大量人力、物力資源，對(duì)電力安全性與運(yùn)營(yíng)成本要求較高，存在經(jīng)濟(jì)性與有效性的沖突問(wèn)題。在繼電保護(hù)裝置中應(yīng)用智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多源信息聚合，監(jiān)測(cè)二次回路。因此，為了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)維有效性與可靠性，相關(guān)工作人員應(yīng)做好可靠性建模評(píng)估工作，針對(duì)繼電保護(hù)失效與薄弱環(huán)節(jié)，制定待解決的關(guān)鍵點(diǎn)，充分發(fā)揮智能電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)[1]。

1 電廠繼電保護(hù)裝置的工作機(jī)制及作用

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的作用非常重要，電力系統(tǒng)出現(xiàn)區(qū)域故障問(wèn)題，會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置，保護(hù)此區(qū)域經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)作元件的狀態(tài)屬性及中間節(jié)點(diǎn)的正常與否調(diào)節(jié)開關(guān)量的變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精準(zhǔn)定位與隔離故障區(qū)域，有效防止電力故障向周圍擴(kuò)散，最大限度降低故障問(wèn)題的損失性。繼電保護(hù)裝置的功能不單一，能夠?qū)Π踩[患有一定提示預(yù)判的能力。電力系統(tǒng)的某一區(qū)域出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)上報(bào)，繼電保護(hù)裝置會(huì)有預(yù)警報(bào)告，發(fā)送至企業(yè)端，提醒電廠相關(guān)人員對(duì)警報(bào)進(jìn)行分析排查，查看故障是否準(zhǔn)確，幫助企業(yè)提高安全性，將電路故障造成的損失降到最低。實(shí)際情況中，繼電保護(hù)系統(tǒng)常會(huì)出現(xiàn)不容易被發(fā)現(xiàn)的故障問(wèn)題，例如運(yùn)行干擾故障、接地故障以及CT飽和故障等問(wèn)題，無(wú)法進(jìn)行預(yù)判。制止措施效果欠佳會(huì)造成繼電保護(hù)系統(tǒng)各項(xiàng)功能失控，危及電廠供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行及供電可靠性。電力場(chǎng)所管理人員應(yīng)權(quán)衡利弊，加強(qiáng)繼電保護(hù)故障診斷及處理，對(duì)社會(huì)有較高的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)與分布式電源接入技術(shù)芻議

2.1 智能繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)相比，智能基地保護(hù)系統(tǒng)采用現(xiàn)代化技術(shù)，解決用電系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)。智能繼電保護(hù)系統(tǒng)主要應(yīng)用以下幾種技術(shù)。第一，先進(jìn)設(shè)備技術(shù)，智能電網(wǎng)將各種新型材料，電子技術(shù)等用于智能電網(wǎng)的設(shè)備中，擴(kuò)大傳統(tǒng)電網(wǎng)中的電能傳輸性能提高了分布式電源電流傳輸?shù)馁|(zhì)量。第二，傳感控制技術(shù)。通信傳感技術(shù)是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)保護(hù)的基本條件。智能電網(wǎng)具有自愈性的特點(diǎn)，即在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，智能電網(wǎng)通過(guò)對(duì)電網(wǎng)感應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)電流運(yùn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，及時(shí)反饋電路故障數(shù)據(jù)，并采取相應(yīng)的手段對(duì)電路故障進(jìn)行處理。第三，參考量測(cè)技術(shù)。參考量測(cè)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是對(duì)電路運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，綜合反饋給智能電網(wǎng)。采用參考量檢測(cè)技術(shù)測(cè)量的數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和實(shí)效性的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)各部分運(yùn)行數(shù)據(jù)的綜合處理實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)的保護(hù)。第四，風(fēng)偏檢測(cè)技術(shù).隨著配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的擴(kuò)大，進(jìn)行智能繼電建設(shè)中，受氣象因素的影響較大。風(fēng)偏檢測(cè)裝置主要安置在配電網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)線上，采集氣象參數(shù)傾斜等，將檢測(cè)結(jié)果反饋給電力部門，為相關(guān)部門的電路設(shè)計(jì)提供依據(jù)[3]。

2.2 電子傳感技術(shù)

智能電網(wǎng)系統(tǒng)主要應(yīng)用智能控制設(shè)備，以有效管控系統(tǒng)元器件的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)揮設(shè)備的檢測(cè)功能。電力設(shè)備兼顧變電、發(fā)電、配電等各個(gè)環(huán)節(jié)，新型電子傳感器改進(jìn)了原有設(shè)備，增加了智能感應(yīng)功能，可以廣泛收集電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)維護(hù)檢修工作提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，保證繼電保護(hù)工作的規(guī)模化發(fā)展。在保護(hù)發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)更多關(guān)注內(nèi)部短路線路，尤其做好匝間短路保護(hù)，在設(shè)計(jì)保護(hù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整定計(jì)算，完成精細(xì)化處理。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行過(guò)激磁等保護(hù)判斷，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)的承受能力，保證電網(wǎng)系統(tǒng)的有序運(yùn)行。除此之外，還可以應(yīng)用光電流互感器與光電壓互感器，隔離高壓與弱電絕緣，減少占地面積。同時(shí)，引入光纖傳遞信號(hào)無(wú)電磁干擾等技術(shù)，降低二次電纜使用量，避免CT飽和問(wèn)題，改善各類保護(hù)技術(shù)性能，顛覆保護(hù)應(yīng)用方式與應(yīng)用條件。

2.3 智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中的保護(hù)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

在針對(duì)智能繼電保護(hù)系統(tǒng)的諸多保護(hù)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，則希望對(duì)分布式電源接入技術(shù)的諸多表現(xiàn)進(jìn)行分析，例如追求對(duì)電力故障的精確甄別。分布式電路出現(xiàn)任何故障，需分析其故障電路中電量的增大情況，對(duì)線路中的多個(gè)功率方向相同問(wèn)題進(jìn)行分析與調(diào)整，合理化甄別電流大小并實(shí)施故障甄別。另外也需對(duì)電流大小與功率方向進(jìn)行分析，配合直流輸電線路端故障線路內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性處理，這一過(guò)程中就采用到了平波對(duì)抗器建立高評(píng)分量阻抗界面，如此可實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)短路高頻分量的有效降低控制，建立單端高評(píng)分量直流線路，滿足配電系統(tǒng)保護(hù)要求。如存在中性點(diǎn)分直接接地系統(tǒng)，則需要對(duì)其接地狀態(tài)進(jìn)行分析，解決故障電路中的電流補(bǔ)償不到位問(wèn)題，了解單相接地故障中所存在的電路保護(hù)設(shè)置內(nèi)容。就這一點(diǎn)來(lái)講，需分析其相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立智能繼電保護(hù)系短期繼電保護(hù)檢測(cè)機(jī)制，對(duì)電路保護(hù)中的新型保護(hù)方式進(jìn)行研究。例如分布式電源接入中的電路出現(xiàn)故障問(wèn)題，就要基于電路最后電流值來(lái)測(cè)量最小參考依據(jù)，確保智能繼電保護(hù)滿足選擇性保護(hù)原理要求，同時(shí)對(duì)后備保護(hù)系統(tǒng)反饋信息實(shí)施針對(duì)性篩選，在后備保護(hù)系統(tǒng)中建立針對(duì)性故障解決機(jī)制，保護(hù)系統(tǒng)線路。在增加智能電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)功能方面，主要需對(duì)故障線路中的斷閘技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行有效處理，避免相鄰電路出現(xiàn)過(guò)電流通過(guò)問(wèn)題。換言之，就是要避免相鄰電路過(guò)分保護(hù)問(wèn)題，結(jié)合這一問(wèn)題，要確保分布式電源接入技術(shù)應(yīng)用到位，建立電路檢測(cè)裝置，保護(hù)跳閘功能聯(lián)合設(shè)計(jì)到位[4]。另外也要對(duì)電路保護(hù)裝置中的電流過(guò)大狀況進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)，如出現(xiàn)斷路保護(hù)問(wèn)題則需完善傳統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)，采用差動(dòng)保護(hù)原理。在這一過(guò)程中要設(shè)置電磁內(nèi)容，分析電流互感器，有效減少繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)內(nèi)容。要合理分析智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中的保護(hù)功能內(nèi)容，有效規(guī)避分布式電源系統(tǒng)中所存在的電流功率不平衡狀態(tài)問(wèn)題。

2.4 準(zhǔn)確甄別電力故障

當(dāng)分布式電路出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)故障電路的電路量會(huì)隨之增大，且線路兩個(gè)的功率方向相同。智能繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)甄別通過(guò)電流的大小以及功率的方向進(jìn)行故障鑒別，達(dá)到保護(hù)高壓電路的目的。利用直流輸電線路端部對(duì)故障線路進(jìn)行處理，使用平波對(duì)抗器建立一個(gè)高平分量的阻抗界面降低區(qū)內(nèi)短路的高頻分量，使得單端的高平分量高于直流線路，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)。當(dāng)中性點(diǎn)分直接接地系統(tǒng)處于接地狀態(tài)時(shí)，故障電路的電流補(bǔ)償不會(huì)對(duì)其高分頻量造成影響，呈零序電流分量將提取的零序電流分量與其他電路電流流向進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)單相接地故障的電路保護(hù)設(shè)置。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表示，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到電路保護(hù)的目的[5]。

2.5 智能變電站與繼電保護(hù)

因?yàn)橹悄茏冸娬局械腎EC61850逐漸被應(yīng)用起來(lái)，所以繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)生了極大的變革。它不會(huì)像原來(lái)的獨(dú)立性一樣，而是開展了將以前的“保護(hù)裝置”時(shí)代向“保護(hù)系統(tǒng)”進(jìn)行轉(zhuǎn)化，與保護(hù)設(shè)備能夠進(jìn)行一次性融合。在如今這類新勢(shì)力下，繼電保護(hù)的“四性”怎樣才能得以提升，繼電保護(hù)在國(guó)際上的地位如何才能得到保持。繼電保護(hù)工作者為國(guó)家智能發(fā)電站的謀劃帶來(lái)了創(chuàng)新，為間隔裝置和自動(dòng)型信息獲取的安全與可依靠性帶來(lái)了一個(gè)“嶄新的世界”。由智能發(fā)電站的自身優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行開展基于區(qū)間層、站控層和區(qū)域電的研究，得到網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)。智能發(fā)電站繼電保護(hù)技術(shù)多半是由傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的；就像三層兩網(wǎng)的保護(hù)架構(gòu)，智能電網(wǎng)的技術(shù)更新主要體現(xiàn)在采樣跳閘，傳統(tǒng)電纜改為光纜，光纜將過(guò)去傳輸?shù)哪M和開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編輯利用電路、跳閘電路和繼電器保護(hù)，可靠地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的四個(gè)方面也提出了更高的要求。

2.6 加保護(hù)功能

智能電網(wǎng)對(duì)故障線路進(jìn)行斷閘處理時(shí)相鄰電路通過(guò)的電流會(huì)隨之增大進(jìn)行避免出現(xiàn)相鄰電路過(guò)分保護(hù)的特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中，將電路檢測(cè)裝置與保護(hù)跳閘的功能進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)。由電路保護(hù)裝置對(duì)電流過(guò)大的狀況進(jìn)行檢測(cè)，若為電路短路情況再進(jìn)行信息反饋，進(jìn)行斷電保護(hù)。另外，在傳統(tǒng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，利用差動(dòng)保護(hù)的原理，設(shè)置電磁電流互感器，減少繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng).智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中保護(hù)功能的擴(kuò)大，可有效避免分布式電源系統(tǒng)之間的相互連接而出現(xiàn)的電流功率不平衡的狀態(tài)[6]。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的運(yùn)用原則

繼電保護(hù)技術(shù)是使得電力系統(tǒng)設(shè)備能夠正常運(yùn)行的手段，那么面對(duì)大量使用電力系統(tǒng)設(shè)備且用電環(huán)節(jié)多、大規(guī)模生產(chǎn)的電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，更應(yīng)該注重這項(xiàng)技術(shù)的使用原則。

3.1 三段式繼電保護(hù)原則

在電力系統(tǒng)工作時(shí)，流過(guò)電流感應(yīng)器的電流有相反的方向和相同的大小，這就說(shuō)明電流是正常的，繼電保護(hù)器并沒有工作。一般來(lái)說(shuō)在這種情況下，感應(yīng)器中的感應(yīng)磁通數(shù)值為零，且斷電開關(guān)沒有啟動(dòng)。而如果一切情況相反，流過(guò)感應(yīng)器的電流有相同的方向，感應(yīng)器中的感應(yīng)磁通的數(shù)值不為零，且其中電流大小數(shù)值相等，斷電開關(guān)工作，這就是設(shè)備在漏電故障情況下自動(dòng)啟用繼電保護(hù)器的征兆。

3.2 接零保護(hù)原則

一般電力系統(tǒng)設(shè)備如果存在導(dǎo)線外露的情況，管理人員會(huì)安排設(shè)備人員對(duì)接線采取接零保護(hù)，主要針對(duì)器材中帶有金屬的部分。一般接零保護(hù)時(shí)，只是配備保護(hù)的零線而不是熔斷電阻絲。另外，開關(guān)不會(huì)安裝在次要的保護(hù)零線上，接地保護(hù)零線和接零保護(hù)零線也不會(huì)安裝在一起，這樣能夠保證繼電保護(hù)器的安全使用。

3.3 接地保護(hù)原則

為有效避免使用的電力系統(tǒng)裝備接地效果受到影響，技術(shù)人員應(yīng)該遵循接地保護(hù)原則。在大型軌道工具作業(yè)時(shí)，接地處理和3個(gè)以上的接地點(diǎn)是必備的，另外，1-4Ω是電力系統(tǒng)連接節(jié)點(diǎn)處可控的電阻率范圍。接地保護(hù)是應(yīng)用在電力系統(tǒng)設(shè)備導(dǎo)線外露的情況下，主要是在外露的導(dǎo)線并沒有產(chǎn)生電流的情況下對(duì)其進(jìn)行接地保護(hù)，從而使得工作人員在觸碰外露導(dǎo)線時(shí)不會(huì)出現(xiàn)安全事故。這是任何金屬外殼和裝備進(jìn)行接地處理時(shí)的必要措施，這樣能保證每一個(gè)工作環(huán)節(jié)的工作人員在接觸金屬外露的部分時(shí)不會(huì)造成故障問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著智能變電站技術(shù)的快速發(fā)展，不僅對(duì)可靠性的要求很高，而且對(duì)敏感性的要求也很高。通過(guò)優(yōu)化與現(xiàn)代化傳統(tǒng)的智能變電站的準(zhǔn)備方法，以智能變電站作為電網(wǎng)建設(shè)的核心，在組織過(guò)程中進(jìn)行對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的管理，可以改善整體的穩(wěn)定性，提高智能變電站的總體技術(shù)水平。電力是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要支撐點(diǎn)，在社會(huì)發(fā)展中起著重要作用。電力在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生產(chǎn)方面有著重要的影響力?，F(xiàn)如今的智能變電站發(fā)展極為迅速，而且電網(wǎng)已經(jīng)成為首要防御體系。智能化繼電保護(hù)技術(shù)包含了信息網(wǎng)絡(luò)和智能操作的新內(nèi)容，并在安全管理中達(dá)到了電網(wǎng)可靠性的新水平。與傳統(tǒng)的中繼保護(hù)相比，智能化繼電系統(tǒng)具有更高的設(shè)備協(xié)作能力，設(shè)備交換能力更簡(jiǎn)單、更方便，可以節(jié)省大量的人力和物質(zhì)資源，因此具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但智能變電站的繼電保護(hù)技術(shù)同時(shí)也有著一些特殊的限制。由于設(shè)備的可靠性和功能一體化程度的提高，仍然需要測(cè)試當(dāng)?shù)胤烙目煽啃约捌湓诶^電防御系統(tǒng)方面的有效性。智能化變電站技術(shù)所實(shí)施的計(jì)劃在工程實(shí)踐中不斷進(jìn)步，在智力實(shí)踐中不斷發(fā)展。在保護(hù)繼電器方面，從電子選擇變壓器到常規(guī)模式，再通過(guò)混合裝置選擇樣品，然后直接選擇本地智能接口設(shè)備，從一無(wú)所有到應(yīng)有盡有再到一無(wú)所有。因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)正在向吸收強(qiáng)度、生態(tài)、敏捷性和可靠性的方向進(jìn)行全面發(fā)展。