220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護(hù)研究

　　隨著國家電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，促使變電站監(jiān)控及其相關(guān)保護(hù)系統(tǒng)要求持續(xù)提高。近年來計算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)與控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)方面也得到了飛速發(fā)展。本文分析了220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護(hù)，闡述了繼電保護(hù)的作用，并提出了實用性保護(hù)策略。

　　推薦期刊：《中國電力企業(yè)管理》(半月刊)創(chuàng)刊于1996年，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會主辦。本刊辦刊宗旨為服務(wù)于行業(yè)、服務(wù)于企業(yè)、服務(wù)于讀者。讀者對象：全國電力行業(yè)各企業(yè)、事業(yè)單位，廣大從事電力生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營的各級管理干部和技術(shù)人員，全國各級圖書館、大專院校、科研單位和各級政府機(jī)關(guān)等專家學(xué)者以及經(jīng)營管理專業(yè)人員。榮獲2003年7月被中國期刊協(xié)會省、市經(jīng)濟(jì)期刊分會評為“優(yōu)秀期刊”。

　　[關(guān)鍵詞]220kV變電站;綜合自動化系統(tǒng);繼電保護(hù)

　　前言

　　國家最關(guān)鍵的能源工業(yè)之一就是電力工業(yè)，電力工程中最重要的系統(tǒng)部門就是變電站系統(tǒng)，其是發(fā)電站及各用戶之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，變電站主要就是電能的轉(zhuǎn)換及分配，因為電網(wǎng)系統(tǒng)中使用最廣泛的就是變電站，所以電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定決定性因素就是變電站的正常運行。因此，變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護(hù)研究是有著重要的現(xiàn)實意義。

　　一、變電站綜合自動化系統(tǒng)及繼電保護(hù)概論

　　隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新及計算機(jī)技術(shù)的普及，電力系統(tǒng)也逐漸的實現(xiàn)了微機(jī)控制，變電站綜合自動化系統(tǒng)已經(jīng)充分的替代了以往變電站的二次系統(tǒng)，這也是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨向。變電站綜合自動化系統(tǒng)簡單、可靠，并且具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性以及兼容性等優(yōu)勢，并不斷的被人們認(rèn)可且廣泛應(yīng)用，在較大型的變電站監(jiān)控中也得到了很大的效果。近年來，諸多的變電站都開始利用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)且成功投運，這也表明變電站綜合自動化技術(shù)的成熟與重要性。

　　變電站在正常工作時，相關(guān)繼電保護(hù)裝置是不運行的狀態(tài)，所以，變電站正常工作中也就不能充分的顯示出繼電保護(hù)的重要性。若是變電站中沒有安裝繼電保護(hù)裝置，那么在變電站出現(xiàn)故障時并不會被有效清除，并且對應(yīng)故障會持續(xù)加重，進(jìn)而引起極為嚴(yán)重的后果。繼電保護(hù)裝置是經(jīng)過反應(yīng)電力系統(tǒng)對應(yīng)器件所存在的異常及故障訊號，且動作在發(fā)訊號及跳閘上，這能夠極快且準(zhǔn)確的將各類故障與電力系統(tǒng)進(jìn)行隔離，以便于充分的避免較大面積的停電事件，有效保障電力系統(tǒng)是處在安全穩(wěn)定運行中。繼電保護(hù)能夠有效提升電能的質(zhì)量，以及促使電力生產(chǎn)不斷呈現(xiàn)出高質(zhì)量及高效益。

　　二、220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)

　　220kV變電站綜合自動化均是使用數(shù)字式微機(jī)繼電保護(hù)以及對應(yīng)的微機(jī)監(jiān)控體系，以便于充分達(dá)到綜合自動化管理，此系統(tǒng)具備較高的可靠性，且其技術(shù)非常先進(jìn)，可擴(kuò)展性極強(qiáng)，集保護(hù)、監(jiān)測、測量、控制以及記錄和警報與信號等功能于一身。

　　繼電保護(hù)對于系統(tǒng)運行是非常關(guān)鍵的，220kV設(shè)備中的對應(yīng)保護(hù)設(shè)施目前也還是較為獨立性的設(shè)置，是依據(jù)其相關(guān)保護(hù)對象來有效配置且單獨行進(jìn)行組屏的，達(dá)到就地分散布置且直接性輸進(jìn)電流以及電壓量，并且在其動作之后又直接的操作相關(guān)斷路器跳閘，是和綜合性系統(tǒng)完全獨立的，以便于確?？傮w系統(tǒng)可靠性。 220kV設(shè)備是依據(jù)其保護(hù)及測控集于一體的裝置設(shè)備，不過應(yīng)該合理要求具備CPU配置，來確保監(jiān)控及保護(hù)均是獨立性的。相關(guān)保護(hù)動作訊號除過測控單元直接性采集，還應(yīng)該盡可能的掌握保護(hù)訊息。

　　三、繼電保護(hù)

　　1、繼電保護(hù)任務(wù)

　　繼電保護(hù)應(yīng)該保持自動迅速的有選擇跳開特定的相關(guān)斷路器，以便于確保對應(yīng)故障器件避免出現(xiàn)繼續(xù)損害，保證其他相連無故障器件是正常工作的;并且，有效的反應(yīng)其對應(yīng)電氣器件異常運行狀態(tài)，依據(jù)其運行維護(hù)相關(guān)條件來發(fā)出訊號并降低負(fù)荷，進(jìn)行跳閘操作。這樣有助于相關(guān)值班人員能夠及時的對故障進(jìn)行處理。并且，這時通常不會要求保護(hù)迅速進(jìn)行動作，是依據(jù)電力系統(tǒng)和對應(yīng)器件損傷程度來充分規(guī)定其動作延時，避免不必要動作以及因為干擾反而出現(xiàn)的誤動作。

　　2、電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的要求

　　隨著繼電保護(hù)設(shè)備裝置的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的相關(guān)要求及需求也是越來越高。整體來講，電力系統(tǒng)對于其繼電保護(hù)設(shè)備裝置要求包含了其安全性及快速性和可靠性與選擇性以及靈敏性這五個方面。

　　其對應(yīng)安全性關(guān)鍵是強(qiáng)調(diào)處在不該動作時不會存在誤動，快速性則是有效強(qiáng)調(diào)可以在較短時間內(nèi)充分把相關(guān)故障或者是異常情況從系統(tǒng)中有效切除及隔離，這也是對于相關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備最基本的要求。快速性充分要求其繼電保護(hù)設(shè)備要在最短時間之內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障并排除，由于故障會對電力系統(tǒng)所造成的損害會隨著時間而越發(fā)嚴(yán)重。關(guān)于可靠性是強(qiáng)調(diào)處在該動作時不會出現(xiàn)拒動現(xiàn)象。以內(nèi)的電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀來講，對應(yīng)保護(hù)設(shè)備的拒動損害程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過誤動現(xiàn)象。還有其選擇性關(guān)鍵是強(qiáng)調(diào)自身的相關(guān)整定范圍之內(nèi)故障的切除，以便于確?？梢员M可能的給沒有故障部分進(jìn)行供電，不會出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象。靈敏性是充分強(qiáng)調(diào)故障反映的能力，一般是采用靈敏系數(shù)來表示，應(yīng)該說裝置的不拒動以及不誤動是關(guān)鍵點。所以電力系統(tǒng)為了要確保安全運行，就會要求繼電保護(hù)設(shè)備裝置是常備的且多樣可靠的。

　　3、變電站繼電保護(hù)作用

　　在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后所引起的嚴(yán)重后果，其電力系統(tǒng)的對應(yīng)電壓會出現(xiàn)大幅度的降低，并且用戶負(fù)荷有效運行也會遭到一定程度破壞;并且相關(guān)故障位置具備較大短路電流，出現(xiàn)電弧時就會將對應(yīng)電氣設(shè)備燒毀;會在很大程度上破壞發(fā)電機(jī)并列運行穩(wěn)定性能，并導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩或者是總體系統(tǒng)均是沒有了穩(wěn)定性，從而出現(xiàn)解列瓦解現(xiàn)象;還有就是電氣裝置中所流過的強(qiáng)大電流會出現(xiàn)發(fā)熱以及電動力現(xiàn)象，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備壽命縮減或者是嚴(yán)重?fù)p壞。

　　四、變電站繼電保護(hù)性質(zhì)分類

　　1、發(fā)電機(jī)保護(hù)。在發(fā)電機(jī)保護(hù)中是有定子繞組短路現(xiàn)象的，定子繞組出現(xiàn)接地情況，定子繞組匝間就會出現(xiàn)短路情況，發(fā)電機(jī)的外部出現(xiàn)短路，對稱過負(fù)荷等方面故障。其出口方法是停機(jī)以及解列和縮減故障所涉及的范圍以及所發(fā)出的訊號。

　　2、線路保護(hù)。相關(guān)線路保護(hù)是依據(jù)電壓的等級不同，電 網(wǎng)之中的對應(yīng)中性點接地方法不相同，輸電線路和電纜或者是相關(guān)架空線所對應(yīng)的長度不同，其可以是相間短路、單相接地短路以及單相接地和過負(fù)荷。

　　3、母線保護(hù)。相關(guān)發(fā)電廠以及關(guān)鍵變電站母線應(yīng)該是要安裝專用的母線保護(hù)裝置。

　　4、電力變壓器保護(hù)。電力變壓器保護(hù)具備對應(yīng)繞組和引出線之間所存在的短路，中性點是直接性接地方所出現(xiàn)的單相短路，繞組匝間出現(xiàn)的短路以及外部短路所導(dǎo)致的相關(guān)過電流，中性點直接性接地的電力網(wǎng)間外部接地短路所導(dǎo)致的相關(guān)過電流和中性點的過電壓以及過負(fù)荷情況，并且油面降低及其變壓器溫度提升，油箱的對應(yīng)壓力出現(xiàn)提高或者是冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

　　結(jié)語

　　在變電站電力系統(tǒng)中主要的子系統(tǒng)就是繼電保護(hù)，電力系統(tǒng)的發(fā)展對繼電保護(hù)提出了較高要求及需求，充分實現(xiàn)變電站繼電保護(hù)故障相關(guān)信息有效處理，這能夠有效達(dá)到準(zhǔn)確及快速的故障診斷，并充分縮減因故障導(dǎo)致的停電時間，提升變電站綜合自動化系統(tǒng)工作效率。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]孫剛.220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)探討[J].東北電力技術(shù)，2013(9).

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