谷源

國網(wǎng)河南省電力公司舞陽縣供電公司 河南漯河 462400

智能電網(wǎng)成為未來電網(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)工作帶來較多風(fēng)險，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)計規(guī)劃。且還應(yīng)采用更有效的運(yùn)檢方法，以及時辨別風(fēng)險。傳統(tǒng)運(yùn)檢停電時間長，消耗大量人力、物力資源，對電力安全性與運(yùn)營成本要求較高，存在經(jīng)濟(jì)性與有效性的沖突問題。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)做好可靠性建模評估工作，針對繼電保護(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[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)域故障問題，會啟動繼電保護(hù)裝置，保護(hù)此區(qū)域經(jīng)過實(shí)時監(jiān)測動作元件的狀態(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，繼電保護(hù)裝置會有預(yù)警報告，發(fā)送至企業(yè)端，提醒電廠相關(guān)人員對警報進(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)常會出現(xiàn)不容易被發(fā)現(xiàn)的故障問題，例如運(yùn)行干擾故障、接地故障以及CT飽和故障等問題，無法進(jìn)行預(yù)判。制止措施效果欠佳會造成繼電保護(hù)系統(tǒng)各項功能失控，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，對社會有較高的現(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)中存在的問題，實(shí)現(xiàn)對配電系統(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)行的過程中，智能電網(wǎng)通過對電網(wǎng)感應(yīng)，加強(qiáng)對電流運(yùn)行動態(tài)的監(jiān)控，及時反饋電路故障數(shù)據(jù)，并采取相應(yīng)的手段對電路故障進(jìn)行處理。第三，參考量測技術(shù)。參考量測技術(shù)的實(shí)質(zhì)是對電路運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，綜合反饋給智能電網(wǎng)。采用參考量檢測技術(shù)測量的數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和實(shí)效性的特點(diǎn)，通過對各部分運(yùn)行數(shù)據(jù)的綜合處理實(shí)現(xiàn)對電路系統(tǒng)的保護(hù)。第四，風(fēng)偏檢測技術(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，將檢測結(jié)果反饋給電力部門，為相關(guān)部門的電路設(shè)計提供依據(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)備的檢測功能。電力設(shè)備兼顧變電、發(fā)電、配電等各個環(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)?；l(fā)展。在保護(hù)發(fā)電機(jī)時，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)計保護(hù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整定計算，完成精細(xì)化處理。同時，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，引入光纖傳遞信號無電磁干擾等技術(shù)，降低二次電纜使用量，避免CT飽和問題，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)用過程中，則希望對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，對線路中的多個功率方向相同問題進(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)行針對性處理，這一過程中就采用到了平波對抗器建立高評分量阻抗界面，如此可實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)短路高頻分量的有效降低控制，建立單端高評分量直流線路，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)來講，需分析其相關(guān)實(shí)驗內(nèi)容，建立智能繼電保護(hù)系短期繼電保護(hù)檢測機(jī)制，對電路保護(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)故障問題，就要基于電路最后電流值來測量最小參考依據(jù)，確保智能繼電保護(hù)滿足選擇性保護(hù)原理要求，同時對后備保護(hù)系統(tǒng)反饋信息實(shí)施針對性篩選，在后備保護(hù)系統(tǒng)中建立針對性故障解決機(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)過電流通過問題。換言之，就是要避免相鄰電路過分保護(hù)問題，結(jié)合這一問題，要確保分布式電源接入技術(shù)應(yīng)用到位，建立電路檢測裝置，保護(hù)跳閘功能聯(lián)合設(shè)計到位[4]。另外也要對電路保護(hù)裝置中的電流過大狀況進(jìn)行針對性檢測，如出現(xiàn)斷路保護(hù)問題則需完善傳統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)，采用差動保護(hù)原理。在這一過程中要設(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，通過故障電路的電路量會隨之增大，且線路兩個的功率方向相同。智能繼電保護(hù)系統(tǒng)通過甄別通過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故障線路進(jìn)行處理，使用平波對抗器建立一個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，故障電路的電流補(bǔ)償不會對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)驗表示，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)對繼電保護(hù)進(jìn)行檢測，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)

因為智能變電站中的IEC61850逐漸被應(yīng)用起來，所以繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)生了極大的變革。它不會像原來的獨(dú)立性一樣，而是開展了將以前的“保護(hù)裝置”時代向“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)在國際上的地位如何才能得到保持。繼電保護(hù)工作者為國家智能發(fā)電站的謀劃帶來了創(chuàng)新，為間隔裝置和自動型信息獲取的安全與可依靠性帶來了一個“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，光纜將過去傳輸?shù)哪M和開關(guān)信號轉(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)時監(jiān)測的四個方面也提出了更高的要求。

2.6 加保護(hù)功能

智能電網(wǎng)對故障線路進(jìn)行斷閘處理時相鄰電路通過的電流會隨之增大進(jìn)行避免出現(xiàn)相鄰電路過分保護(hù)的特點(diǎn)。針對這一現(xiàn)象，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中，將電路檢測裝置與保護(hù)跳閘的功能進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計。由電路保護(hù)裝置對電流過大的狀況進(jìn)行檢測，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.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)來說，更應(yīng)該注重這項技術(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，流過電流感應(yīng)器的電流有相反的方向和相同的大小，這就說明電流是正常的，繼電保護(hù)器并沒有工作。一般來說在這種情況下，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。而如果一切情況相反，流過感應(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，管理人員會安排設(shè)備人員對接線采取接零保護(hù)，主要針對器材中帶有金屬的部分。一般接零保護(hù)時，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，接地處理和3個以上的接地點(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)線時不會出現(xiàn)安全事故。這是任何金屬外殼和裝備進(jìn)行接地處理時的必要措施，這樣能保證每一個工作環(huán)節(jié)的工作人員在接觸金屬外露的部分時不會造成故障問題。

4 結(jié)語

隨著智能變電站技術(shù)的快速發(fā)展，不僅對可靠性的要求很高，而且對敏感性的要求也很高。通過優(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，在組織過程中進(jìn)行對構(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)，在社會發(fā)展中起著重要作用。電力在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生產(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。但智能變電站的繼電保護(hù)技術(shù)同時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，從一無所有到應(yīng)有盡有再到一無所有。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。