嚴熙澤

摘要

本文基于繼電保護技術特點，對其在智能電網中應用要點進行了簡單分析，爭取通過有效措施，來充分發(fā)揮其所具有的技術優(yōu)勢。

【關鍵詞】智能電網 繼電保護 故障切除

繼電保護對維持電網安全可靠運行具有重要意義，現在我國智能電網建設日益完善，各項新型技術與設備被應用其中，雖然可進一步提高供電質量，但是依然會因為各種因素的干擾而出現故障。為避免設備或構件故障而造成大面積停電間事故，就需要科學應用繼電保護技術，確保在故障發(fā)生時可以及時將其切除，將故障影響范圍控制到最小。在智能電網建設發(fā)展背景下，網絡重構、微網運行以及分布式電源接入等技術，均對繼電保護提出全新要求，還需要在原有基礎上做進一步的研究。

1 繼電保護技術特點

1.1 繼電保護作用

繼電保護是維持電網正常供電的重要保障，在遇到設備故障時，可以自動、快速且有選擇的切除系統內故障設備，確保不會對其他設備與系統產生破壞，避免大范圍停電事故的發(fā)生。如果供電系統處于異常狀態(tài)，繼電保護裝置還可以想值班人員發(fā)送告警信息，通知其及時采取對應措施處理，提高供電可靠性。傳統電力系統電源處潮流流向為單向，而繼電保護設備輸入的為本側電氣量，包括三相電流Ia、Ib與Ic，以及單相電壓Ua、Ub、Uc，保護裝置對上述電氣量進行判別，完成相應保護動作要求。而如果面對的為復雜度更高的線路光線差動保護，輸入量則為被保護線路對側電流。

1.2 繼電保護原理

智能電網在運行過程中，想要實現對系統設備的全面監(jiān)控，需要通過傳感器對發(fā)電、配電、供電以及輸電各環(huán)節(jié)信息的全面收集以及整合分析，完成整套電網系統運行狀況的實時監(jiān)控與保護。繼電保護技術在智能電網中的應用，除了可以有效保護系統傳感器信息外，還可以對其他設備信息進行保護。這樣在共享信息時，就需要仔細核對各項信息，保證信息時效性與準確性。另外，如果系統內保護裝置出現故障，繼電保護可以通過自身及時恢復的功能，將故障影響范圍最小化，來保證智能電網運行的穩(wěn)定性。如圖1所示。

2 智能電網繼電保護優(yōu)化要點

2.1 故障可靠甄別

智能電網已經成為電網建設主流趨勢，電網輸電能力得到了大幅度提升，但是就實際應用效果來看，系統輸電能力可用度受限于繼電保護裝置性能比較嚴重，還需要做更進一步的研究與調整。

2.1.1 超高壓交流輸電線路暫態(tài)量保護

其主要是通過區(qū)內外故障時電壓、電流高頻分量在幅值與方向的差異對區(qū)內、外故障進行有效區(qū)分，并對故障暫態(tài)信息量進行分析完成系統故障甄別，達到超高速保護效果。

2.1.2 超高速母線保護

應用專業(yè)作圖軟件，進行電磁暫態(tài)過程仿真，同時分析暫態(tài)量，實現系統母線保護。假如應用等值母線模型會降低母線內部故障暫態(tài)過程真實性，必須要保證變壓器、電容分壓是電壓互感器、避雷器以及阻波器模型使用方法的正確性，同時還要確定母線其他元件雜散電容電氣位置不存在異常。行波電流極性比較式母線保護原理能夠在系統故障發(fā)生后2ms內完成區(qū)內、外故障的區(qū)分，相比其他方式靈敏度和可靠性更高。

2.1.3 超高壓直流輸電線路單端速動保護

將直流濾波器組和平波電抗器安裝在直流輸電線路兩端，使其構成直流輸電線路高頻暫態(tài)量天然邊界，形成超高壓直流輸電線路單端速動保護系統。

2.2 保護裝置配置

在最小保護范圍內將輸變電元件切除，是保障系統可靠供電的關鍵方法，對于原有后備保護配置會大范圍切除非故障元件，不僅會降低系統穩(wěn)定性，同時還會造成停電事故范圍加大，必須要進行優(yōu)化分析?；蛘呤浅Ｒ姷闹鞅Ｗo與重合閘配合，很容易造成系統受到二次故障沖擊，而降低系統供電安全性。根據此在進行設計時，可以應用同塔雙回線六相綜合重合閘方式，即在輸電斷面功率處于2141～4799MW范圍時，同塔雙回輸電功率可以占到52%，應用六相綜合重合閘方法，可以提高暫穩(wěn)定極限值，即便是系統出現永久跨線故障，也可以保證三相運行正常。另外，還需要確定最佳整合時間，以專業(yè)數值積分計算程序完成系統暫態(tài)能量的計算，作為最佳整合時間確定的依據。如果單相重合為最佳時間重合，能夠提高5%～11%對應故障暫態(tài)穩(wěn)定極限值。并且，三相重合閘，暫態(tài)穩(wěn)定極限可提升的幅度更大。故障點距離、傳輸功率以及保護動作時間對最佳整合時間產生的影響比較小，但是暫態(tài)能量會隨著重合時間的變化而變化，因此在實際設計中，需要應用離線計算所得最佳整合時間。

2.3 保護功能優(yōu)化

對以往經驗進行分析，常見的變壓器、發(fā)電機等出現故障的原因就是絕緣水平降低，沖擊積累后形成，為改善此種情況，需要調整保護功能核心為減少故障，使得電網自身具有“自愈”能力。即在出現故障后，保護裝置動作切除故障元件，但是會存在一定可能對剩余網絡安全性的干擾。對于智能電網繼電保護，需要在切除故障的同時，避免對剩余系統部分的干擾，從根本上來消除不安全因素。

2.3.1 保護一體化

主要將變壓器作為保護對象，其作為電網重要組成設備，在運輸、外部沖擊等因素影響下會發(fā)生繞組變形問題，而造成內部短路，無法正常運行。針對此需要進行繞組變形檢測以及保護一體化，根據漏電感是否變化來確定是會否存在變形問題。

2.3.2 過負荷保護

以減少輸電斷面連鎖過載跳閘事故的發(fā)生概率，需要基于原有技術，來對保護裝置出口后控制措施進行發(fā)展與協調。例如在線路過載保護裝置動作時，確認切除故障后不會引發(fā)線路過載，則可以直接切除;相反會引發(fā)線路過載，則需要采取緊急控制措施，將過載跳閘時間延時到安全區(qū)域以內。另外，線路過載保護裝置向控制中心發(fā)送起動信號，起動輸電斷面安全性保護計算，如果會出現連鎖過載問題，需要及時執(zhí)行緊急控制，將過載消除。

3 結束語

繼電保護對于電網運行存在重要意義，面對現在智能電網的建設要求，需要在原有基礎上，來對繼電保護技術應用中存在的缺陷進行分析，從技術角度出發(fā)，確定其技術優(yōu)化方向，確?？梢猿浞职l(fā)揮繼電保護技術在電網運行保障中具有的功能性，減少各類故障的發(fā)生，將事故影響范圍控制到最小。

參考文獻

[1]毛德超，張磊，郭惠敏.智能電網繼電保護技術分析[J/OL].工程技術研究，2017（11）：74-75.

[2]彭丹.智能電網下的繼電保護技術分析[J].中國高新區(qū)，2017（19）： 105.