殷悅 孫暢

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000

引言

繼電保護為電氣自動化系統(tǒng)運行階段常用的一種保護手段，其能有效防范、控制系統(tǒng)故障。若電力系統(tǒng)運行過程中突發(fā)故障問題，可以采用繼電保護設(shè)備明確相應(yīng)位置與故障具體原因，及時發(fā)出預(yù)警信號，并基于調(diào)查處置過程實行有效保護。在產(chǎn)出跳閘動作以后，電力系統(tǒng)便能暫停相應(yīng)工作，這樣有益于減少大范圍發(fā)生故障的情況。繼電保護不僅能提升電力系統(tǒng)的安穩(wěn)性，還能促進其智能化、自動化發(fā)展進程，故而加強對該技術(shù)在電氣系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用情況的研究分析有很大現(xiàn)實意義。

1 影響繼電保護應(yīng)用效果的主要因素

1.1 軟件因素

繼電保護裝置在投用階段，其內(nèi)配置的軟件很容易滋生出一些錯差，以致在問題分析、方案規(guī)劃及檢測操作等方面均可能存在安全隱患，增加了保護裝置拒動作的概率，一旦出現(xiàn)拒動，則勢必會對繼電保護裝置運行的有效性形成負面影響。

1.2 硬件因素

近些年，電子技術(shù)快速發(fā)展進步，智能硬件設(shè)備加速更新，新型硬件設(shè)備在使用階段會存有一個磨合期，此期間內(nèi)會對其做出改良、完善。繼電保護裝置內(nèi)的部分硬件設(shè)備可能存在著一定問題，比如通道、接口等，若這些問題未能及時解除，則不利于保護裝置安全運行，滋生出各種安全性問題，且對電力系統(tǒng)的安全接線形成較大負面影響。

1.3 人為因素

目前，自動化系統(tǒng)在國內(nèi)各個行業(yè)中均有較廣泛應(yīng)用，但至今尚未達到人工智能水平。電氣系統(tǒng)繼電保護實踐中，人工參與是關(guān)鍵一環(huán)，其參與方式與狀態(tài)均影響著繼電保護效果，關(guān)系著繼電保護的安穩(wěn)性。若實踐中部分人員沒有嚴格依照設(shè)計標準接線，便會發(fā)生接線錯誤情況。設(shè)備維護階段若檢查不到位或存有其他問題，均會影響繼電保護的安全水平。

2 電力系統(tǒng)繼電保護運行維護概述

2.1 運行維護原則

為保障繼電保護裝置安全穩(wěn)定運行，構(gòu)建起完善的繼電保護運行維護體系，應(yīng)遵循以下原則：第一，確保運行安全。將保證繼電保護裝置運行穩(wěn)定性與電力系統(tǒng)使用安全作為核心目標，采取一系列手段措施實現(xiàn)這一目的，如開展繼電保護裝置的日常維護與定期檢驗、裝置運行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與檢修等工作。第二，宏觀規(guī)劃、逐步落實。考慮到繼電保護運行維護是一項系統(tǒng)性工作，涉及諸多方面，應(yīng)結(jié)合實際情況制定繼電保護運行維護的宏觀規(guī)劃方案，將總體目標分解為若干具體任務(wù)，分層逐步實施推進。

2.2 繼電保護裝置檢驗內(nèi)容

為充分發(fā)揮繼電保護裝置使用性能，避免出現(xiàn)誤動、拒動現(xiàn)象，確保裝置可在電力系統(tǒng)運行故障出現(xiàn)后的第一時間執(zhí)行相應(yīng)保護動作。因此，應(yīng)定期對繼電保護裝置及二次回路進行校驗，根據(jù)校驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)裝置潛伏故障。而繼電保護裝置的主要檢驗項目包括整組動作檢驗、機械部分檢查、二次回路絕緣電阻測量、電氣特性試驗、分閘電壓測量、主變差動保護帶負荷校驗、二次通電試驗等。以繼電器相互動作檢驗項目為例，工作人員斷開繼電器檢驗期間可能引發(fā)誤動作的回路及壓板，隨后，將盤上直流電壓調(diào)整至運行工況。最后，根據(jù)試驗期間的繼電器保護動作執(zhí)行情況與順序，判斷繼電器安裝質(zhì)量是否達標、檢查裝置動作是否正確、是否存在迂回電路。

2.3 繼電保護裝置基本要求[1]

在繼電保護運行維護期間，工作人員必須深入了解裝置特性與基本要求，將其作為開展后續(xù)運行維護工作的主要依據(jù)。例如，當(dāng)檢查到繼電保護裝置未滿足基本要求時，及時更換全新裝置，將原有裝置退役報廢處理或進行返廠檢修，以滿足電力系統(tǒng)的繼電保護需求。繼電保護裝置的基本要求包括：第一，可靠性。在滿足保護動作觸發(fā)條件時，要求繼電保護裝置可以在限定時間內(nèi)快速執(zhí)行保護動作，禁止裝置出現(xiàn)誤動與拒動現(xiàn)象。第二，選擇性。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行現(xiàn)象時，裝置應(yīng)選擇性斷開與故障點最近的開關(guān)設(shè)備，如果所斷開設(shè)備選擇不當(dāng)，將擴大實際的停電范圍，影響到其他無故障部分的運行狀態(tài)。第三，靈敏性。要求所配置繼電保護裝置具有良好的監(jiān)測精度及靈敏系數(shù)，裝置可以第一時間發(fā)現(xiàn)所保護區(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)的保護動作。第四，快速性。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障后，繼電保護裝置應(yīng)在限定時間內(nèi)以最快速度執(zhí)行跳閘等保護動作，斷開故障設(shè)備與無故障部分的連接。

3 電力系統(tǒng)繼電保護的運行維護分析

3.1 日常維護

對繼電保護日常維護工作的開展，一方面，減小外部環(huán)境等因素對裝置可靠性造成的影響，預(yù)防和減少運行故障的出現(xiàn)，確保裝置使用性能得到充分發(fā)揮，借此保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。另一方面，多數(shù)繼電保護裝置運行故障在出現(xiàn)前期具有明顯征兆，通過開展維護檢查工作，可判斷繼電器等裝置是否存在脫焊、變位傾斜、燒傷等故障，將安全隱患消滅于萌芽狀態(tài)。

繼電保護裝置及二次回路的日常維護工作內(nèi)容及要點包括：第一，裝置巡查。值班人員定期對各類繼電保護裝置與二次回路的實時運行狀態(tài)進行巡視檢查，如記錄各儀表與接線端子的運行情況。第二，裝置清掃。清除繼電保護裝置殼體表面與盤柜內(nèi)附著的灰塵污漬與積水，避免裝置滲水滲灰而出現(xiàn)運行故障，營造良好的物理環(huán)境。同時，必須由兩人及以上同時開展裝置清掃工作，由一人負責(zé)開展具體操作，另一人負責(zé)監(jiān)護，在出現(xiàn)二次回路短路、人員觸電等安全事故后，快速采取相應(yīng)處理措施，如切斷電源。而針對電壓超過250V的繼電器，應(yīng)提前斷開電源，在停電條件下清掃。第三，電源指示燈檢查。對繼電保護裝置及配套測控設(shè)備的電源連接情況、指示燈顯示情況進行檢查，如果指示燈顯示異常，則表明裝置存在運行故障，根據(jù)指示燈閃爍情況與設(shè)備運行工況為依據(jù)診斷故障類型。第四，目視檢查。值班人員采取目視檢查法，觀察裝置及二次回路是否存在異常聲響、發(fā)熱冒煙、散發(fā)燒焦氣味等異常狀態(tài)。第五，裝置查評及檢修。根據(jù)繼電保護裝置的查評結(jié)果，將裝置分為三類，一類裝置技術(shù)狀況良好無缺陷，二類裝置技術(shù)狀況基本良好、個別零部件存在一般缺陷，三類裝置存在重大缺陷、危及電力系統(tǒng)運行安全。隨后，及時處理存在缺陷的繼電保護裝置，在裝置運行故障得到妥善解決，或是更換全新零部件后，再將裝置投入使用。

3.2 搭建管理體系

在實際管理的過程中，相關(guān)技術(shù)人員必須以全方位了解智能變電站具體運轉(zhuǎn)狀況為前提條件，搭建相應(yīng)的變電站管理體系，科學(xué)合理有序收集虛擬二次回路相關(guān)信息數(shù)據(jù)。對常規(guī)情況下智能變電站文件管控工作來說，實現(xiàn)可視化監(jiān)控目標無法脫離挑選適宜途徑提升運作準確性及穩(wěn)定性的支持。同時，全方位分析信息傳遞過程中各種安全性問題的產(chǎn)生原因，提升自身重視程度，利用各種技術(shù)手段擴大通信配置的安全性，方可保證電力系統(tǒng)運行的有序性及安全性，消除影響檢驗工作順利開展的風(fēng)險因素，進一步提高智能變電站的工作效率?？傊?，智能變電站繼電保護以可靠隔離待檢修設(shè)備或故障設(shè)備為核心目標。

3.3 擴大校驗力度

智能變電站歷經(jīng)長期發(fā)展其變化相對突出，促使其校驗工作重點發(fā)生較大的變化。以校驗保護裝置環(huán)節(jié)為例，其工作重點內(nèi)容出現(xiàn)變化，以虛端子映射為校驗主體對象，側(cè)重于校驗其準確性[2]。同時，校驗工作開展期間側(cè)重于健全檢驗機制，做好軟壓板可靠性驗證工作，方可保證校驗結(jié)果準確無誤，并且校驗智能變電站終端時，盡量將穩(wěn)定性、安全性及完善性視為校驗智能終端的重點內(nèi)容。由此可見，相關(guān)校驗人員以保證出口硬壓板穩(wěn)定性為前提條件，選擇科學(xué)合理的校驗方法完成工作任務(wù)，待完成校驗工作后仔細檢查變電站合并單元。此外，深入研究相關(guān)技術(shù)手段，持續(xù)優(yōu)化校驗流程。

3.4 遺傳算法在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用

遺傳算法是由美國科學(xué)家于20世紀70年代提出的一種計算模型，其主要是以自然選擇與遺傳機制作為理論基礎(chǔ)，通過應(yīng)用計算機設(shè)備，首先將問題的全部備用解都進行編碼，接著便按照其理論來進行全局優(yōu)化搜索，最終找到最優(yōu)解集。發(fā)展至今，該算法已在電力系統(tǒng)繼電保護工作中獲得廣泛應(yīng)用，如診斷輸電網(wǎng)絡(luò)故障原因、實現(xiàn)輸電系統(tǒng)電容最優(yōu)化配置、無功優(yōu)化電力系統(tǒng)以及處理圖像等。該算法應(yīng)用優(yōu)勢突出，如可以在龐大且復(fù)雜的搜索空間中完成自適應(yīng)搜索并找出最優(yōu)算法；算法簡單且適用性強，在求解問題過程中幾乎不受限制，不必經(jīng)過復(fù)雜的求解過程即可以獲得最優(yōu)解集。最大的應(yīng)用限制則僅在于，輸電網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型尚未實現(xiàn)系統(tǒng)化與科學(xué)化，而該問題一旦得到解決，人們便可以利用遺傳算法高效地解決故障診斷問題。

3.5 計算機化在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用

近年來，社會整體經(jīng)濟水平的不斷提高一方面推高了電力系統(tǒng)對微機保護的要求，另一方面也直接推動了計算機硬件特別是微機保護硬件的飛速發(fā)展。由此一來，計算機化在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用便日益廣泛，且已取得矚目成績。分析計算機化在電力系統(tǒng)繼電保護工作中的應(yīng)用優(yōu)勢，主要包括以下三個方面[3]：①保護功能強大；②故障數(shù)據(jù)與信息存放空間充足，數(shù)據(jù)處理效率高；③能夠提高網(wǎng)絡(luò)資源通信能力，進而提高電力系統(tǒng)繼電保護工作效率。

3.6 繼電保護裝置故障診斷及檢修

首先，在監(jiān)測到繼電保護裝置處于異常運行狀態(tài)時，及時開展裝置故障診斷與檢修工作，準確判斷裝置故障類型與產(chǎn)生原因，并要求工作人員全面掌握各類常見故障類型的相關(guān)信息，以此提高故障診斷效率，保證診斷結(jié)果真實準確。例如，電壓、電流互感器二次電壓回路故障的主要產(chǎn)生原因包括PT二次中性點接地方式不當(dāng)、二次回路短路、差動保護電流互感器二次回路極性接反等。而電磁系統(tǒng)鉚裝件變形故障的產(chǎn)生原因包括零件過長與過短、用力不均、模具設(shè)計與裝配不合理。與此同時，靈活應(yīng)用各項故障診斷方法，如替換法、對比參照法、目視檢查法、回路拆除法。

3.7 完善繼電保護技術(shù)

要自覺確立防范繼電保護故障的意識，定期檢查并及時更新自動化系統(tǒng)內(nèi)的部分軟件，保證其始終能符合相關(guān)規(guī)定標準，加大防控力度，將由內(nèi)部軟件或硬件問題引起的故障率降至最低。與此同時，要提升繼電保護力度及施工安全標準化、電氣控制系統(tǒng)自動化水平，有針對性的調(diào)控不同部件和施工工序，確保各工序內(nèi)任何部件均能正常運作，積極將先進技術(shù)引入電力系統(tǒng)內(nèi)，提升電力系統(tǒng)運行效率的同時，也能將繼電保護的安防功能充分發(fā)揮出來。

4 結(jié)束語

綜上所述，為保障供電可靠性與用電安全，預(yù)防和減少電力運行事故的發(fā)生。因此，電力企業(yè)應(yīng)推動繼電保護運行維護體系的自動化、智能化與信息化發(fā)展，落實科學(xué)高效的運行維護策略，積極探索適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的繼電保護運行維護機制，以推動我國電力事業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。