蘇晴 王嶼蕃 孫鵬

如今隨著特高壓、智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，電力系統(tǒng)安全問題逐漸被暴露出來。雖然智能化變電站在逐步普及，在電力系統(tǒng)運(yùn)行方面得到了更高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，但其安全問題依然存在著一些隱患，因此繼電保護(hù)的應(yīng)用必須得到重視。那么其意義究竟體現(xiàn)在哪些方面，其具體的應(yīng)用內(nèi)容有哪些，未來又會(huì)呈現(xiàn)什么樣的發(fā)展趨勢，正是本文的寫作目的所在。

一、繼電保護(hù)的意義

如今電能已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢商娲那鍧嵞茉?，城市的運(yùn)轉(zhuǎn)與企業(yè)生產(chǎn)也需要用到電力，電力系統(tǒng)出現(xiàn)微小的故障，都會(huì)對(duì)我們的生活、生產(chǎn)活動(dòng)造成非常大的影響。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)電力的需求不斷增加，因此加大對(duì)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)不僅是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，更是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)在需求。此外，在電力運(yùn)行過程中，也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些安全問題，這與電力設(shè)備的增加不無關(guān)系，而這種安全問題如果經(jīng)常發(fā)生則會(huì)導(dǎo)致城市運(yùn)轉(zhuǎn)癱瘓，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效益也會(huì)造成巨大的損失，有時(shí)甚至還會(huì)危害到人們的生命安全。因此無論從哪方面來說，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是一件非常重要的事情，而其中繼電保護(hù)的應(yīng)用則是確保其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。同時(shí)，為了滿足如今不斷增加的用電需求量，高壓輸電線路也在不斷增加，這些都會(huì)給電能的正常傳輸帶來很大的影響。而當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定正確運(yùn)行，能有效減少故障帶來的損失，并確保電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，這也是繼電保護(hù)的意義所在。

二、設(shè)計(jì)原則

從上文中可以看到繼電保護(hù)應(yīng)用的重要性，而在實(shí)際的運(yùn)用過程中卻需要注意一些事項(xiàng)，比如其繼電保護(hù)系統(tǒng)必須滿足變電站的具體配置要求，否則其作用便得不到有效的發(fā)揮。其應(yīng)用中所需要遵循的原則如下：

（1）在運(yùn)用繼電保護(hù)之前，必須對(duì)變電站系統(tǒng)故障提前進(jìn)行了解，根據(jù)其發(fā)生的特點(diǎn)來對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行配置。例如目前大部分的變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化，因此可以根據(jù)這一特點(diǎn)，來對(duì)電力系統(tǒng)中一些設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，然后通過對(duì)搜集來的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行分析，來判斷故障發(fā)生的具體情況，從而有針對(duì)性地進(jìn)行繼電保護(hù)。

（2）在對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要提前了解變電站保護(hù)對(duì)象的電壓與重要等級(jí)，這樣才能確保其設(shè)計(jì)的合理性。通常而言，對(duì)于電壓在110kV以上的變電站，除了需要進(jìn)行繼電保護(hù)以外，還需要運(yùn)用到主保護(hù)以及備用保護(hù)，這樣才能充分確保變電站保護(hù)的效果。而其中通過主保護(hù)裝置可以迅速實(shí)現(xiàn)跳閘，從而減少故障區(qū)域所帶來的損壞。而正常運(yùn)行的線路則借助于繼電保護(hù)與后備保護(hù)來得到實(shí)現(xiàn)。而如果繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，其相鄰的部分就會(huì)進(jìn)行延時(shí)跳閘，從而對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行切斷。

三、應(yīng)用分析

1.變壓器的繼電保護(hù)

對(duì)于110kVkV變電站來說，變壓器是其最核心的設(shè)備，它能將高等級(jí)的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而形成另一等級(jí)的電壓，滿足于不同種類的用電需求。而隨著人們用電需求的不斷增大，也就無形中增加了變壓器的工作壓力，而如果其電壓超過所規(guī)定的負(fù)荷，那么就很可能會(huì)造成系統(tǒng)故障的問題出現(xiàn)，其變電站的工作也會(huì)因此難以正常運(yùn)行。所以對(duì)于變壓器的保護(hù)是十分必要的，而運(yùn)用繼電保護(hù)則是其中非常有效的一種保護(hù)方法。要確保繼電保護(hù)得到有效的施行，首先必須確保每一個(gè)變壓器都有著自己的接地保護(hù)系統(tǒng)。在系統(tǒng)正式運(yùn)轉(zhuǎn)之前，通常繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)設(shè)置成零序電流進(jìn)行接地保護(hù)，而隨著變壓系統(tǒng)的運(yùn)行，繼電保護(hù)設(shè)備就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行采樣，一旦判斷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，變壓器中所流經(jīng)的電流量就會(huì)超過所規(guī)定的最大值，這時(shí)繼電保護(hù)設(shè)備在收集到這一情況時(shí)就會(huì)自動(dòng)切斷電流，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)形成保護(hù)，避免一些安全事故的發(fā)生。其中值得說明的是，在繼電保護(hù)設(shè)備中，通常會(huì)將電流繼電器接在變壓器的其中一段，這樣就能時(shí)刻檢測到系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓情況，而一旦其電壓超過負(fù)荷，隨之就會(huì)發(fā)出信號(hào)。

2.斷路器的繼電保護(hù)

在確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的過程中，斷路器所發(fā)揮的作用也非常明顯，它能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，及時(shí)地切開電源，從而避免電力安全事故的發(fā)生，因此對(duì)于斷路器的繼電保護(hù)也同樣非常重要。在斷路器中運(yùn)用繼電保護(hù)裝置，就能通過對(duì)其內(nèi)部相關(guān)元件的保護(hù)從而確保斷路器能正常地向設(shè)備發(fā)出跳閘命令，進(jìn)而在確保斷路器得到良好運(yùn)行的情況下，保障整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。此外需要注意的一點(diǎn)是，在電力運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，如果斷路器中的元件出現(xiàn)故障，那么借助繼電保護(hù)裝置就能繞過故障元件向最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，這樣便能使發(fā)生故障的元件與電力系統(tǒng)相脫離，從而減少其所造成的損壞。

3.線路的繼電保護(hù)

線路故障也是整個(gè)電力系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)存在的一種故障，在110kV的變電站中，母線是其主要的導(dǎo)體，而在對(duì)其進(jìn)行接線時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)誤接的現(xiàn)象，造成母線并聯(lián)的問題發(fā)生。除此之外，如果由于用電需求量過大，那么整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)呈現(xiàn)超負(fù)荷的情況，母線中經(jīng)過的電壓也會(huì)隨之增大，因此造成安全事故的幾率也會(huì)增加。而在母線上安裝了繼電保護(hù)裝置后，其保護(hù)裝置就會(huì)依據(jù)線路中的最大電流以及電壓負(fù)荷來進(jìn)行專門的調(diào)整，從而確保線路運(yùn)行的安全，避免負(fù)荷過大的情況發(fā)生。值得注意的是，在線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備不僅會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，而且還可以暫時(shí)保持系統(tǒng)的運(yùn)行。此外，運(yùn)用單相接地的保護(hù)方法還可以對(duì)健康運(yùn)行的線路電流進(jìn)行控制，避免線路故障的問題發(fā)生。

4.繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試

以上對(duì)于繼電保護(hù)的運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，而實(shí)際上想要確保其正常運(yùn)行，確保電流負(fù)荷的正常，還必須對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。所以在電力系統(tǒng)開始運(yùn)行之前，必須運(yùn)用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試工作，對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)的電流以及電壓等進(jìn)行檢測。此外，如果電力系統(tǒng)中的一些元件出現(xiàn)了問題，比如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線等，那么通過繼電保護(hù)系統(tǒng)就能及時(shí)發(fā)出信號(hào)，接受到信號(hào)的維修人員就能及時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行維修，這樣就能保障正常供電的持續(xù)性。同時(shí)如果在運(yùn)行過程中電壓超過了標(biāo)準(zhǔn)值后，借助于斷路器就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行斷電，從而減少大的損害發(fā)生，而這些都需要經(jīng)過調(diào)試才能確保其正常的運(yùn)行。

四、發(fā)展趨勢探討

如今隨著信息技術(shù)的不斷普及，大部分的變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化。而通過這些技術(shù)，就能對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與智能化的管理，而其中很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)信息還可以實(shí)現(xiàn)共享，從而促進(jìn)各級(jí)變電站之間的互聯(lián)。目前對(duì)于110kV變電站的繼電保護(hù)已經(jīng)是相當(dāng)成熟，其技術(shù)的應(yīng)用也逐漸穩(wěn)定，而隨著信息化的發(fā)展，一些新建的變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的保護(hù)。因此在未來，繼電保護(hù)與智能化保護(hù)相融合是其主要的發(fā)展趨勢，在實(shí)際運(yùn)用中也將向安全、共享、簡易、靈活等特點(diǎn)靠攏，而數(shù)字化繼電保護(hù)也將得到更迅速的普及與更深層次的應(yīng)用。

五、結(jié)語

綜上所述，對(duì)110kV變電站實(shí)行繼電保護(hù)不僅是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，更是電力企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益的需要。而如今隨著數(shù)字化變電站的建立，在繼電保護(hù)應(yīng)用過程中的效率與質(zhì)量也得到非常大的提升。相信隨著信息化技術(shù)的不斷運(yùn)用，以及變電設(shè)備的不斷更新與發(fā)展，未來電力運(yùn)行的持續(xù)性與安全性都將得到顯著進(jìn)步。