呂淵　許洪新　李騰飛

摘 要：由于電網(wǎng)的系統(tǒng)越來越大，輸電線路電壓等級越來越高，現(xiàn)代輸電網(wǎng)管理和運(yùn)營模式的變革迫在眉睫，這也要求電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更安全、更穩(wěn)定、更高效、更靈活。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和繼電保護(hù)設(shè)備的大量使用，傳統(tǒng)的檢修模式已經(jīng)不能適用于當(dāng)前的電力系統(tǒng)，因此，電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)設(shè)備的檢修模式進(jìn)行了改革，構(gòu)建電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型，以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，進(jìn)行二次回路的各相定子電流穩(wěn)定性分析，檢修電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電力雙回線路;繼電保護(hù)設(shè)備;檢修

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0067-03

Condition-based?Maintenance?of?Relay?Protection

Equipment?in?Power?Double?Circuits

LYU?Yuan1 XU?Hongxin1，2 LI?Tengfei3

（1.?Hydropower?Plant?of?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，Qingyang?Gansu?745100;2.China?University?of?Petroleum?（East?China），Dongying?Shandong?257061;3.Material?Supply?Division?of?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，Xi'an?Shaanxi?710016）

Abstract：?As?the?grid?system?becomes?larger?and?larger，?and?the?transmission?line?voltage?level?is?getting?higher?and?higher，?the?transformation?of?modern?transmission?grid?management?and?operation?models?is?imminent.?This?also?requires?the?operation?and?control?of?power?systems?to?be?safer，?more?stable，?more?efficient，?and?more?flexible.?With?the?continuous?development?of?the?power?system?and?the?extensive?use?of?relay?protection?equipment，?the?traditional?maintenance?mode?can?no?longer?be?applied?to?the?current?power?system.?Therefore，?the?power?system?has?reformed?the?maintenance?mode?of?relay?protection?equipment，?and?constructed?a?fault?state?prediction?model?of?relay?protection?equipment?for?power?double-circuit?lines，and?analyzed?the?stator?current?stability?of?each?phase?of?the?secondary?circuit?by?taking?the?effective?value?of?the?output?current?of?the?secondary?circuit?of?the?relay?protection?and?the?plane?current?component?of?the?third?harmonic?as?constraint?variables，?in?order?to?repair?the?status?of?the?power?protection?equipment?of?the?double-circuit?line.

Keywords：?power?double?circuit;relay?protection?equipment;overhaul

隨著我國電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)漸漸趨于復(fù)雜化，范圍不斷擴(kuò)大，所以設(shè)備檢修工作量也不斷加大，人們必須重視電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作[1，2]。本文從檢修方法和檢修過程兩個方面深入研究了電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修。

1 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的方法

1.1 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型

為了實(shí)現(xiàn)對電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)故障預(yù)測，首先構(gòu)建雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備故障狀態(tài)預(yù)測模型，以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，進(jìn)行等效電路分析。繼電保護(hù)二次回路的共軛轉(zhuǎn)子半徑為[rr]，供電頻率為[Jcu]，采用自適應(yīng)能量均衡方法進(jìn)行等效電路分析，構(gòu)建繼電保護(hù)二次回路的輸出轉(zhuǎn)矩和耦合模型，即

采用模擬三相SVM-DTC結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效電路設(shè)計，在繼電保護(hù)二次回路的輸出端形成線圈序列，五相電流產(chǎn)生的磁動勢耦合系數(shù)低，功率因數(shù)小，采用改進(jìn)型容錯直接轉(zhuǎn)矩模型進(jìn)行電路的電磁耦合控制，根據(jù)銅損最小原則進(jìn)行輸出功率控制，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁動勢軌跡進(jìn)行繼電保護(hù)二次回路的T型等效電路設(shè)計，進(jìn)行高變逆變器和次級補(bǔ)償電路整流設(shè)計，建立互感耦合模型。

繼電保護(hù)二次回路的輸出端采用五相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動，根據(jù)線性疊加原理進(jìn)行恒流源控制。對電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)中的錯誤進(jìn)行檢測，需要以繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測為基礎(chǔ)[3，4]。目前，人們主要通過電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備的歷史信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對其進(jìn)行檢修，保障繼電設(shè)備的正常運(yùn)行。

另外，電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的目標(biāo)是：延長繼電保護(hù)設(shè)備的使用時間，改善繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行能力，減少因?yàn)殄e誤而導(dǎo)致停電的機(jī)會，提高繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行效率，減少整體的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營成本[5]。

1.2 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修方法

在電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修中，先是要對供電系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析。因此，繼電設(shè)備狀態(tài)檢修期間，要以繼電保護(hù)二次回路的輸出電流有效值和三次諧波平面電流分量為約束變量，在電磁耦合器的輸入阻抗并聯(lián)情況下，繼電保護(hù)二次回路的繞組阻抗[Zrl]，[Zsr]，[Zps]分別為：

此時，在優(yōu)化控制模型下，繼電保護(hù)二次回路電流間諧波分量幅值為：

[po=ω40M2psM2srM2rlL2lI2pRo（ω20M2srL2l+RsRrL2l+RsRoM2rl）2]???????????????（6）

在電流內(nèi)環(huán)積分系數(shù)控制下，分析諧波幅值隨頻率的變化關(guān)系，在[N]個與磁場垂直的導(dǎo)體內(nèi)，繼電保護(hù)二次回路傳輸效率為：

根據(jù)上述計算間諧波分量[Rp]和[Rs]的結(jié)果，分析間諧波分量之間的頻率特征量，構(gòu)建繼電保護(hù)二次回路的控制約束參量模型，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修。

在檢修的過程中，若出現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)異常或者錯誤情況，電力系統(tǒng)所帶的計算機(jī)系統(tǒng)就會自動進(jìn)行自檢，然后對系統(tǒng)傳輸報警信號，并會立即暫停繼電保護(hù)設(shè)備保護(hù)程序[6，7]。而要確保狀態(tài)檢修的正確性，計算機(jī)程序必須采用標(biāo)準(zhǔn)化格式，以提升計算機(jī)的靈敏度。

繼電保護(hù)設(shè)備與計算機(jī)之間需要安置通信接口，保障其安全性。在繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障時，計算機(jī)可以在第一時間通過信息、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析出故障點(diǎn)。除此之外，在計算機(jī)保護(hù)下，繼電保護(hù)設(shè)備安全性通常得到大大的提高，為電力系統(tǒng)節(jié)省了大量的人力和物力[8]。

電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的傳統(tǒng)方法主要是定期對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢查，其間不考慮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，比較盲目。而電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修則是以減少損失、提升電力系統(tǒng)的安全性和供電效率等為目標(biāo)，繼電保護(hù)設(shè)備檢修更加具有可操作性，還延長了設(shè)備使用時間。

2 電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修原理

電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作主要由班組、車間來進(jìn)行評價。主要流程包括：繼電保護(hù)設(shè)備的信息收集、對其進(jìn)行評價、對其進(jìn)行風(fēng)險評估、得出檢修結(jié)果、完善檢修計劃、進(jìn)行檢修實(shí)施、對設(shè)備績效進(jìn)行評估[9]。繼電保護(hù)設(shè)備的信息主要指的是投入使用前的信息，如設(shè)備出廠報告、投入使用前的交接報告等，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行信息包括故障、跳閘等。在進(jìn)行計算機(jī)分析后，班組依據(jù)相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況對檢修結(jié)果進(jìn)行校正，之后車間評價班組給出的初級報告，根據(jù)最終得出的結(jié)果，修訂檢修計劃。

自電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施以來，檢修的工作量相對于以前減少了大約70%，從而減少了錯誤操作的可能性。檢修模式的改變，還為電力系統(tǒng)節(jié)省了大量的人力和物力，符合可持續(xù)發(fā)展要求，有著明顯的經(jīng)濟(jì)性和社會性。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力雙回線路繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)的檢修變得尤為重要，是評估該設(shè)備狀態(tài)的核心和重點(diǎn)[10-12]。

3 結(jié)語

生活中，電力應(yīng)用無處不在，電力是人們賴以生活的基礎(chǔ)能源，可以推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故，就會導(dǎo)致不可彌補(bǔ)的后果，所以電力企業(yè)要保證電力線路系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不斷滿足人們對電力的需求。繼電保護(hù)設(shè)備是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段，電力企業(yè)要加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)檢修，避免設(shè)備發(fā)生故障，保障電力系統(tǒng)高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐福明，林燕貞.基于廣義證據(jù)理論線路繼電保護(hù)的狀態(tài)評估[J].水電能源科學(xué)，2018（3）：196-200.

[2]許宗光，文繼鋒，李彥，等.一種基于數(shù)據(jù)冗余校驗(yàn)的數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置防誤方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018（5）：166-170.

[3]李曉華，劉飄，蔡旺延，等.適用于同塔四回輸電線路的保護(hù)性能評估系統(tǒng)[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2019（1）：59-66.

[4]趙杰，吳國棟.雙回線送出水電站的繼電保護(hù)研究及改進(jìn)[J].中國水能及電氣化，2017（2）：52-55.

[5]李瑞生，鄢安河，樊占峰，等.同桿并架雙回線繼電保護(hù)工程應(yīng)用實(shí)踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（5）：82-84.

[6]馬波.110kV變電站35kV雙回線后備保護(hù)改造[J].電世界，2017（7）：3-4.

[7]夏勇軍，尹項(xiàng)根，胡剛，等.同桿雙回線路繼電保護(hù)原理及工程應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009（3）：98-103.

[8]曾慶匯，朱麗，熊華強(qiáng).同桿并架雙回終端線路零序保護(hù)誤動分析及解決方案[J].江西電力，2017（4）：27-29.

[9]薛明軍，王玉婷，陳福鋒，等.帶串補(bǔ)的同桿并架雙回線路零序故障分量對繼電保護(hù)的影響[J].華電技術(shù)，2017（9）：6-9.

[10]肖偉強(qiáng).同桿雙回線路零序互感對測量阻抗平衡點(diǎn)的影響[J].電氣時代，2017（1）：76-77.

[11]TANG?Y.?;Anomaly?Inference?Based?on?Heterogeneous?Data?Sources?in?an?Electrical?Distribution?System??[D].?Houghton，?MI，?USA：?Michigan?Technological?University，?2018.

[12]?TANG?Y.?Extraction?of?Pictorial?Energy?Information?from?Campus?Unmetered?Buildings?using?Image?Processing?Techniques?[D].?Houghton，?MI，?USA：?Michigan?Technological?University，?2015.