國家能源集團(tuán)新疆吉林臺水電開發(fā)有限公司 王國麗

因大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的普及應(yīng)用，電力系統(tǒng)的建設(shè)也逐漸朝向自動化方向發(fā)展，通過先進(jìn)技術(shù)的分析開展供電調(diào)配工作，提高工作效率，減少人為因素的干擾。這意味著基于電力系統(tǒng)的線路繼電保護(hù)動作行為發(fā)揮著重要作用。繼電保護(hù)二次回路具有故障點定位快、系統(tǒng)沖擊少、故障就地處理、供電迅速恢復(fù)等優(yōu)勢，所以應(yīng)用十分廣泛。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路特點及作用

1.1 特點

在電力系統(tǒng)運行過程中，一般都安排有多樣化的設(shè)備建立起整個發(fā)電機(jī)組，使其在系統(tǒng)作用下實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而這些設(shè)備本身也直接參與到電能利用和分配過程中。所以如何實現(xiàn)對這些設(shè)備的有效控制和監(jiān)管成為電力系統(tǒng)運行重點。繼電保護(hù)設(shè)備從本質(zhì)上屬于一類輔助性設(shè)備的集合，包括常見的控制器、操作電源、繼電器等。二次回路則主要是負(fù)責(zé)對回路進(jìn)行控制，包括工作人員進(jìn)行指示牌控制、主開關(guān)斷路器控制時都會用到二次回路。但大部分情況下，主回路的電壓都會高于二次回路，這影響到對二次回路的分類，主要劃分為針對電流及針對電壓的兩種二次回路[1]。

繼電保護(hù)二次回路是電力系統(tǒng)的重要組成，結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜，進(jìn)行功能劃分還可分為針對測量工作的系統(tǒng)、針對電源信息的系統(tǒng)、針對開關(guān)功能的系統(tǒng)，以及針對繼電保護(hù)的系統(tǒng)。從繼電保護(hù)系統(tǒng)分析，主要是依靠低壓方式實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護(hù)，而與傳統(tǒng)的其他保護(hù)裝置進(jìn)行對比繼電保護(hù)二次回路更具優(yōu)勢，運行效率更高、故障識別率更高，所以可保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。另外繼電保護(hù)二次回路本身體積較小，所以較易進(jìn)行優(yōu)化，更好地發(fā)揮其作用，同時也存在低成本、高速度、大范圍控制等特點，擁有更大的發(fā)揮空間[2]。

1.2 作用

首先是可保證電力系統(tǒng)運行的安全性，當(dāng)前電力系統(tǒng)的維修人員對于電力故障的維修依然還是手動和事后維修方式，無法控制故障出現(xiàn)頻率。而二次回路的應(yīng)用可有效排除電力系統(tǒng)中的安全隱患，減少故障的發(fā)生頻率，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。然后是減少對電力系統(tǒng)的資金投入，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可以節(jié)約一定成本，本身偏于小巧，占據(jù)空間較小，安裝方便，并可預(yù)測電力系統(tǒng)的故障，所以可有效節(jié)約安裝及故障維修成本[3]。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路常見故障及檢修維護(hù)措施

2.1 差動問題

一是繼電保護(hù)二次回路在運行過程中出現(xiàn)差動問題、認(rèn)為是數(shù)據(jù)故障。這不僅會損壞用戶端的數(shù)據(jù)，還會影響到保護(hù)系統(tǒng)的電力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和靈敏度，帶來明顯的破壞問題。而這樣就會影響二次回路出現(xiàn)錯誤的繼電保護(hù)行為，繼而威脅電力系統(tǒng)的運行；二是繼電保護(hù)二次保護(hù)運行過程中，如線路受到損壞有可能出現(xiàn)熔斷問題和閉合不良問題，問題出現(xiàn)后即使二次保護(hù)依然在運行，也無法發(fā)揮出應(yīng)有的保護(hù)作用。也就是說，在線路數(shù)據(jù)故障后繼電保護(hù)二次回路的作用會失效，這也是需關(guān)注的問題之一。

2.2 容量破壞

容量破壞也是繼電保護(hù)二次回路的一類常見故障，主要是對部分裝置的使用年限帶來影響，同時因設(shè)備本身長期運行后會出現(xiàn)逐漸老化問題，系統(tǒng)也可能出現(xiàn)一些異樣問題，因此會對電網(wǎng)的容量造成負(fù)面影響。

2.3 進(jìn)行負(fù)載檢修

在繼電保護(hù)二次回路運行時要針對電流的互感器負(fù)載做好控制，確保電流的互感器勵磁電流小于額定值。如技術(shù)人員檢修過程中遇到這個問題需對負(fù)載進(jìn)行調(diào)整。目前這項工作一般是借助線路電阻降低和電流互感器勵磁電流降低等方法進(jìn)行，同時配合開展對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控工作，避免出現(xiàn)故障問題。這可引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的使用，配合傳感器設(shè)備搜集準(zhǔn)確的負(fù)載信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，實現(xiàn)對這個問題的有效控制。

2.4 進(jìn)行質(zhì)量審查

主要是繼電保護(hù)二次回路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜也較大，需的內(nèi)部部件較精密，其質(zhì)量直接影響到整個二次回路的質(zhì)量。對此需進(jìn)行嚴(yán)密的質(zhì)量檢查工作。尤其是對電流互感器的選擇，要建立在對電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)二次回路運行需求的了解基礎(chǔ)上，以實際需求為標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)可選擇帶小縫隙而剩磁減少的電流互感器，這類互感器難以實現(xiàn)電流飽和，所以出現(xiàn)故障的可能很低，更易滿足質(zhì)量審查的要求。在選擇合適的設(shè)備后要妥善安裝電流互感器，確保實際的電流數(shù)據(jù)可維持在可控范圍內(nèi)，避免因電流檢查的不到位或電流控制不到位而引發(fā)問題，給二次回路造成損害[4]。

2.5 進(jìn)行維護(hù)檢查

在實際運行中，如電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路的保護(hù)措施出現(xiàn)了突然性的失效或是緊急故障，便需派遣專業(yè)人員前往現(xiàn)場進(jìn)行處理，并協(xié)同監(jiān)督人員對處理的全過程和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路的實際運行狀態(tài)進(jìn)行記錄，以此來進(jìn)行問題的整理及處理方法的整理，為后續(xù)的工作展開提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持并形成應(yīng)急處理方法，減少后續(xù)問題的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)二次回路的長久安全穩(wěn)定運行。

企業(yè)需加強(qiáng)對電力系統(tǒng)各個設(shè)備的實時監(jiān)控，借助先進(jìn)的傳感器設(shè)備等實現(xiàn)對電氣設(shè)備運行的動態(tài)化檢測，如安裝視頻監(jiān)控設(shè)備、紅外攝像頭等，與冶金電氣設(shè)備連接到一起建立起遠(yuǎn)程控制中心，設(shè)定好每種儀表的運行參數(shù)和閾值要求，如儀表出現(xiàn)異常運行情況，信息會傳輸給遠(yuǎn)程控制中心，由中心提出警報提醒故障問題的出現(xiàn)，要求工作人員關(guān)注和及時處理。遠(yuǎn)程控制中心的自動化運轉(zhuǎn)也支持對故障部位、嚴(yán)重程度等的評估，實現(xiàn)人際互動，支持對故障數(shù)據(jù)的分析和處理。

另外還要注意改善改善設(shè)備運行環(huán)境，企業(yè)要完善規(guī)章制度的打造，保證電氣設(shè)備的正常運行。對此要求明確各崗位上工作人員要先檢查設(shè)備的運行狀態(tài)、機(jī)房的溫濕度變化以及設(shè)備性能變化等，做好詳細(xì)的記錄；工作人員要定期總結(jié)和記錄每日的工作內(nèi)容、進(jìn)行整理，形成工作記錄檔案；要積極優(yōu)化工作環(huán)境，按區(qū)域劃分休息、工作區(qū)域，保證設(shè)備的正常運行。

2.6 采取分流整定技術(shù)

目前電力系統(tǒng)覆蓋的線路一般會涉及到三個或以上的繼電保護(hù)整定。如為每一個開關(guān)都設(shè)置一級保護(hù)會帶來保護(hù)時限緊張的問題，進(jìn)而影響到各繼電保護(hù)設(shè)備之間的配合度。此時，針對常規(guī)線路采取兩段式過流保護(hù)時限就難以滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用對于線路多級開關(guān)保護(hù)時限配合的要求。因此可選擇分級整定技術(shù)，按照保護(hù)安裝位置、接帶負(fù)荷性質(zhì)等的內(nèi)容將電網(wǎng)內(nèi)部的所有開關(guān)劃分為三個級別，然后進(jìn)行繼電保護(hù)整定，這樣可保證電網(wǎng)資源供應(yīng)的可靠性。具體的整定工作是配置三段帶低電壓閉鎖的過電流保護(hù)及一套具備充電保護(hù)功能的備用電源自動投入裝置，一段一時限母線充電保護(hù)，跳對應(yīng)母線斷路器。

在電力系統(tǒng)的支持下進(jìn)行線路繼電保護(hù)整定，從本質(zhì)上說是將就地保護(hù)與遠(yuǎn)方保護(hù)相結(jié)合的繼電保護(hù)方法，可在很短時間內(nèi)確定故障位置，并對故障采取及時的消除操作。具體來說，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用下，借助遠(yuǎn)方視頻可視化展示的輔助作用，綜合使用縱聯(lián)式保護(hù)、階梯式保護(hù)、遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)、故障狀態(tài)差動保護(hù)、遠(yuǎn)方備用電源自動投入等功能，實現(xiàn)自動適應(yīng)、在線修改繼電保護(hù)方式、整定值。之后可實施雙主雙備配置方式，其中主保護(hù)由差動速斷保護(hù)+比例差動保護(hù)組成。如，某個手拉手電網(wǎng)調(diào)度自動化的線路繼電保護(hù)，在正常情況下線路由變電站供電、聯(lián)絡(luò)斷路器處于常開狀態(tài)，如斷路器出現(xiàn)非單相接地故障時，此時設(shè)置的線路繼電保護(hù)工作、跳開線路斷路器，成功將故障線路切除，從而排除故障。

一般傳統(tǒng)電網(wǎng)的線路是由兩段式過流保護(hù)構(gòu)成，作為線路相間故障的繼電保護(hù)裝置，會優(yōu)先選擇三相重合閘方式，經(jīng)過后者的多次重合有效隔離故障，并推動電力供應(yīng)的快速恢復(fù)。但在實際操作中，這個設(shè)備在多次重合操作時會對配電系統(tǒng)造成擾動。此時在電力系統(tǒng)的支持下線路繼電保護(hù)動作過程，就是利用調(diào)度數(shù)據(jù)可以可視化展示的系統(tǒng)，配置兩段復(fù)合電壓閉鎖的無方向過流保護(hù)方式。

這種方式下，復(fù)合電壓閉鎖元件選擇的是低壓側(cè)電壓的“或”邏輯，每段是否經(jīng)過這個元件閉鎖需要遵循控制字選擇，每段三時限，其中首時限跳開對應(yīng)側(cè)分段、次時限跳開對應(yīng)側(cè)、終時限跳開主變各側(cè)斷路器，這樣就能實現(xiàn)對故障狀態(tài)的差動與比例保護(hù)。簡單點說，每一個饋線分段開關(guān)位置都會設(shè)置一個帶有故障狀態(tài)變量的智能重合器，可實時監(jiān)測在線電流值，如這個電流值超出限制的整定值設(shè)備會做出改變，也就是故障狀態(tài)變量從0變成1，此時設(shè)備的智能單元一端會以點到點的形式，主動將開關(guān)狀態(tài)、狀態(tài)變量以及記錄信號傳送給相鄰單元。之后相鄰單元會據(jù)此作出進(jìn)一步判斷,準(zhǔn)確識別出故障的區(qū)段，然后對故障部位進(jìn)行自動隔離處理，同時恢復(fù)非故障區(qū)段的電力供應(yīng)。上述整個操作可保證電力資源供應(yīng)的恢復(fù)時效性，同時避免電網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時遭受多次沖擊，進(jìn)而保證電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性。

綜上，新時期，社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于電力的需求進(jìn)一步提升，這給電網(wǎng)的供應(yīng)電力操作帶來更多的壓力，如沒有先進(jìn)系統(tǒng)和技術(shù)的支持可能出現(xiàn)較多的故障問題，影響到電力的穩(wěn)定供應(yīng)。