陳巍 俞晨濤 王義員 于海洋

摘 要：智能變電站是智能電力網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分，它的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量將直接影響著整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。智能變電站運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用，因而強(qiáng)化繼電保護(hù)運(yùn)維工作，確保其可以安全穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。本文首先對(duì)110 kV智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，其次對(duì)110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維現(xiàn)狀與故障進(jìn)行深入分析，最后有針對(duì)性地提出了110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維管理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：110kv智能變電站繼電保護(hù);運(yùn)行現(xiàn)狀;故障分析;運(yùn)維管理

1 引言

繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)110 kV智能變電站日常電力供應(yīng)產(chǎn)生的影響比較大[1]。和一般的變電站相比，智能變電站更能跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能變電站，例如計(jì)算機(jī)數(shù)字處理、自動(dòng)檢測(cè)等功能。雖然其功能更先進(jìn)，但它也突出了許多缺點(diǎn)。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)工作較為繁瑣，需要重視很多細(xì)節(jié)。本文對(duì)110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維現(xiàn)狀和故障進(jìn)行分析，并提出對(duì)應(yīng)的措施。

2 110 kV智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)

智能變電站通常運(yùn)用先進(jìn)、可靠、集成、環(huán)保的智能設(shè)備[2]。其基本要求是全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，主要承擔(dān)著電路信息的采集、測(cè)量、保護(hù)與檢測(cè)功能。和一般的變電站相比較，智能變電站還可以支撐電力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、網(wǎng)上分析、電網(wǎng)協(xié)調(diào)與互動(dòng)等較高級(jí)別的功能。智能變電站主要有兩個(gè)組成部分：智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)。而智能高壓設(shè)備主要包含智能變壓器、智能高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、電子式互感器。智能控制器主要是將光纖和控制系統(tǒng)較好地連接起來(lái)，能夠?qū)ψ儔浩鞯膭?dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行較好地監(jiān)測(cè)。如若運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生較大變化，智能控制器將依據(jù)具體狀況決定是否調(diào)整分接頭;如若變壓器發(fā)生故障，智能控制器能夠在第一時(shí)間檢測(cè)并及時(shí)做出預(yù)警報(bào)告，進(jìn)而在某種程度上避免了人工監(jiān)控的不穩(wěn)定性，提升了繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。智能高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備是一種高性能的開(kāi)關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備，同時(shí)帶有傳感器和執(zhí)行器，能夠?qū)﹄娐废到y(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷。電子互感器通常是指光纖互感器或者磁光玻璃互感器，能夠有效地避免傳統(tǒng)互感器因外界干擾造成的信號(hào)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)主要有兩個(gè)功能，即系統(tǒng)橫向信息共享和系統(tǒng)縱向信息標(biāo)準(zhǔn)化[3]。系統(tǒng)橫向信息共享通常表現(xiàn)為管理系統(tǒng)中各類(lèi)上層應(yīng)用對(duì)信息獲取的統(tǒng)一，系統(tǒng)縱向信息標(biāo)準(zhǔn)化通常表現(xiàn)為各層對(duì)上層應(yīng)用支撐的透明化。智能電網(wǎng)的建設(shè)在我國(guó)已經(jīng)逐步上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，而智能變電站是智能電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中促進(jìn)能源轉(zhuǎn)化與控制的一個(gè)重要平臺(tái)。

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能主要是自動(dòng)對(duì)電路系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理，保證供電系統(tǒng)與有關(guān)設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。繼電保護(hù)系統(tǒng)除了保證智能變電站的正常工作外，還可以同步數(shù)據(jù)信息以及處理不正常信息。就智能變電站整體而言，將系統(tǒng)故障進(jìn)行第一時(shí)間地處理能夠最大限度地減少故障造成的損失，也可以降低電路系統(tǒng)故障對(duì)周?chē)I(yè)生產(chǎn)與居民生活的影響。當(dāng)電路系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)進(jìn)行響應(yīng)，診斷故障類(lèi)型。當(dāng)故障無(wú)法自行解決時(shí)會(huì)通知管理工作者進(jìn)行人工干預(yù)。110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)主要包括電子互感器、合并單元以及智能終端等[4]。當(dāng)電路系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)將故障部分從電力網(wǎng)絡(luò)中分離出來(lái)，與此同時(shí)對(duì)智能變電站的全部設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)報(bào)警。

3 110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維現(xiàn)狀與故障分析

設(shè)備管理問(wèn)題。前期設(shè)備管理工作分為設(shè)計(jì)、計(jì)劃、安裝以及測(cè)試等方面，后期主要包括使用、維護(hù)與升級(jí)等環(huán)節(jié)。在110 kV智能變電站的設(shè)備管控方面有一定的偏差，在設(shè)備使用過(guò)程中會(huì)投入許多人力以及物力來(lái)管理設(shè)備，但是卻不愿意在后期維護(hù)上投資。一些110kV智能變電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有一定的問(wèn)題，繼電保護(hù)設(shè)備和維護(hù)設(shè)備彼此具有獨(dú)立性，使得變電站對(duì)運(yùn)行維護(hù)缺乏足夠的重視，變電站內(nèi)的維護(hù)部門(mén)只對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或者更換，在改造方面缺乏創(chuàng)新性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，該設(shè)備不能滿足智能變電站快速發(fā)展的需要，并且對(duì)電力供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響[5]。

在線檢測(cè)準(zhǔn)確度不夠高。繼電保護(hù)系統(tǒng)中的在線檢測(cè)功能在許多110 kV智能變電站中發(fā)揮作用，借助這一功能能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。但這一裝置非常容易遭到外部信號(hào)等不確定因素的干擾，使得檢修結(jié)果準(zhǔn)確程度不夠高，無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確維修。

開(kāi)關(guān)拒合故障。伴隨著智能變電站運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增多，電力負(fù)荷與配電容量也在不斷增多，開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間使用之后就會(huì)發(fā)生拒合問(wèn)題。導(dǎo)致開(kāi)關(guān)拒合的原因主要有兩個(gè)：（1）裝有開(kāi)關(guān)的電路存在相間短路問(wèn)題;（2）開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)被焊死或者開(kāi)關(guān)不能切換回其位置而使得開(kāi)關(guān)拒合故障發(fā)生。相關(guān)研究表明，開(kāi)關(guān)在合閘瞬間電流較大，會(huì)影響設(shè)備[6]。當(dāng)智能變電站首次投入使用時(shí)，沖擊電流和電源負(fù)載相對(duì)較小，保護(hù)裝置尚未發(fā)揮作用。然而，隨著使用時(shí)間的增多，電源負(fù)載也在增加，使得沖擊電流也在增加。當(dāng)沖擊電流的電流數(shù)值到達(dá)開(kāi)啟保護(hù)裝置的臨界點(diǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)將關(guān)閉。這時(shí)，僅僅轉(zhuǎn)變電流的運(yùn)轉(zhuǎn)方式?jīng)_擊電流就會(huì)減少，不會(huì)發(fā)生拒合故障[7]。

低壓測(cè)近區(qū)故障。這類(lèi)故障是由于線路短路引起的大電流沖刷變壓器引起的，使得變壓器的穩(wěn)定性極大地降低，最終導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。低壓測(cè)近區(qū)發(fā)生故障會(huì)損壞變壓器內(nèi)部，因而為確保電路的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要及時(shí)處理低壓測(cè)近區(qū)故障。處理該故障的關(guān)鍵在于在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b過(guò)流保護(hù)裝置，這一裝置有限流速斷的功能，可以有效地進(jìn)行低壓出線速斷，能夠在斷路器與速斷保護(hù)均未做出反應(yīng)的狀況下，迅速解決問(wèn)題。

4 110 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維管理

完善相關(guān)規(guī)章制度。為了確保變電站可持續(xù)發(fā)展，采購(gòu)部門(mén)和維護(hù)部門(mén)之間應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)系。二者應(yīng)當(dāng)密切配合順利完成繼電保護(hù)裝置的采購(gòu)與后期維護(hù)，進(jìn)而很好地提升繼電保護(hù)裝置的使用效率，使裝置的使用壽命大大延長(zhǎng)，變電站的經(jīng)濟(jì)效益極大地提高。具體實(shí)施措施應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面著手：一是完善相關(guān)制度，細(xì)化工作，將各項(xiàng)工作協(xié)調(diào)好，有效減少工作失誤;二是將工作的分配狀況完善好，并且把責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)人，通過(guò)落實(shí)責(zé)任，將管理漏洞堵上。三是要制定對(duì)應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度和考核制度，對(duì)優(yōu)秀員工給予恰當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，充分調(diào)動(dòng)員工的積極性與主動(dòng)性，保證精細(xì)化管理工作可以穩(wěn)步進(jìn)行。

日常維護(hù)定量化。對(duì)員工培訓(xùn)工作進(jìn)行不斷強(qiáng)化，特別是培訓(xùn)的重點(diǎn)應(yīng)該放在后期維護(hù)工作上[8]。嚴(yán)格規(guī)范有關(guān)設(shè)備的操作流程，禁止違反規(guī)定操作，提升全體員工的整體素質(zhì)。由于變電站中的一些設(shè)備需要24小時(shí)不間斷運(yùn)行，這應(yīng)當(dāng)編制科學(xué)合理的檢修方案。既要保證工作人員的生命安全還要確保檢修工作得以順利進(jìn)行。但是在實(shí)際的工作過(guò)程中，由于設(shè)備的復(fù)雜性和相關(guān)系統(tǒng)的不完善，使得檢修工作不及時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的影響。工作人員應(yīng)該認(rèn)真記錄故障，通過(guò)分析故障制定對(duì)應(yīng)的解決方案，以免后期發(fā)生同樣的狀況。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)仍然存在許多問(wèn)題。本文就重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策，以確保智能變電站電力供應(yīng)可以安全、穩(wěn)定進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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