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摘要:变电站作为我国基础民生工程中的一个重要组成部分,在人们的生产生活中所占的重要性是不言而喻的。随着我国当前智能变电站建设步伐的不断加快,继电保护的方式也在发生着根本性的变化,所以,在二次系统内部工作的安全性也越来越受到关注。因此,文章对智能变电站中继电保护的二次安全措施进行了一个全面的探讨,以期在今后的变电站建设中提供一个良好的借鉴。
关键词:智能变电站;继电保护;二次安全措施
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
十二五期间,国家电网将在全国建立5000座左右的智能变电站,其中部分是采用对已建成变电站进行智能化改造的方式,这就使得二次检修和调试的对象及环境更为复杂,维护量也相对增大。智能变电站作为我国未来变电站自动化技术发展的一个重要方向,是衔接智能电网发电、变电、输电、配电、用电以及调度六大环节的重要技术,对于我国将来电网的建设发展具有重要的意义。智能变电站的继电保护二次安全措施作为电力系统中的一个复杂而特殊的环节,随着近年来电网的自动化技术改造以及电站无人值守化、综合自动化等工程的建设,越来越受到人们的关注。因此,做好智能变电站的继电保护二次安全措施对于整个电网的建设以及经济的发展具有非常深远的意义。
一、影响继电保护产生干扰的因素
(一)雷击干扰
一般情况下,雷击是不会直接对二次回路产生作用的,而是通过相应渠道使其间接产生干扰。变电站的避雷器或者接地部件在遭受到雷击时,在智能变电站中的接地元件和接地网系统受其影响而导致暂态电流的电位的升高,造成流过两端接地电缆外皮的电流增大或者使其产生高频电流,就很有可能使得继电保护装置误动作,或者使得控制回路和灵敏设备受到损坏。
(二)高频干扰
在进行电力系统的隔离开关进行操作时,如果速度缓慢,就会在隔离开关的两个触点之间产生电弧,从而产生操作过电压,导致高频电流的出现。高频电流在通过母线的过程中,会在母线的周围产生一股很强大的磁场和电场,从而会对相关的二次回路与二次设备产生很大的干扰。在高频干扰强度超过了装置的逻辑元件的干扰值时,就会使得继电器保护装置的正常工作受到很大的影响,造成机电保护装置出现误动作。
(三)辐射干扰
如果在继电保护装置的附近使用手机等有辐射的移动通信等工具的话,所产生的辐射就会对智能变电站继电保护装置造成严重的干扰,电子设备的回路在感应到附近的电厂和磁场的辐射的高频电压,由此会形成一个假的信号源,使得继电保护的稳定性受到很大的干扰,并出现误动的情形。
(四)静电放电干扰
静电的产生是由于原子外层的电子在受到各种外力的影响后发生转移,从而形成正负离子,然后就产生静电。不管什么材质的两种物体,在进行接触之后,就会使电荷发生转移,并累积成静电。在相对比较干燥的环境下,人体活动就会使衣物上产生静电现象,尤其是由化学纤维制成的衣服,就很容易使静电产生,并且形成电荷的转移和积累。在比较干燥的季节,人体的静电有时可以达到几千伏甚至几万伏。如果工作人员在工作时穿着绝缘靴,就会使电荷不断的堆积,从而形成更高的电压,然后工作人员与设备的继电保护相接触,就会对继电器放电。放电会对继电保护设备产生不同程度的损坏,会根据接地情况和不同环境而产生不同程度的破坏,严重时就会使得电子元件烧毁,对继电保护系统造成破坏。
二、继电保护二次回路破坏分析
(一)继电保护二次回路的数据破坏
在继电保护的二次回路中出现问题,就会直接对电力网络造成严重的影响,使得计量表和电能表出现各种波动,就会造成计量表和电能表上示数的错误,甚至對计量仪器造成严重的破坏,使得电力数据丢失,对电力网的工作造成影响。
(二)继电保护二次回路的线路破坏
继电保护二次回路线路的破坏,会阻碍继电保护二次回路差动保护装置功能的正常发挥,从而引起线路的短路问题,如果破坏程度严重,就会导致差动保护结构出现错乱,如果在长时间内不能够将故障解决,就会使得电力系统的二次回路的运行造成破坏。
(三)继电保护二次回路的安全问题
继电保护二次回路的安全问题是变电站中的一个重要方面,由于在机电保护的二次回路中会产生电磁、静电等感应,就会对电力系统的作业产生强大的干扰不利于电力系统的正常运行。
三、智能变电站继电保护二次安全保护措施的实施
(一)单间隔设备不停电装置检修
所谓的单间隔设备不停电装置的检修指的是,一次设备不停电,需要处理的装置为本间隔单套保护的某一台装置。下面以220kV双母线接线的线路间隔为例,来对智能变电站不停电装置检修时继电保护二次安全保护措施的实施来进行详细的说明。图1为220kV双母线接线的线路保护构成示意。
图1 220kV双母线接线的线路保护构成示意
1.合并单元检修时二次安全措施的实施。
智能变电站中的所需的电压、电流的数据来自于合并单元(如果有配置独立的三相电子式电流电压互感器的间隔可以不需要配置合并单元)。智能变电站继电保护二次安全措施的双重化配置,同样采取双重化的配置来进行合并单元的平配置。如果在A套合并单元出现故障使得电流、电压的数据出现异常时,就造成该间隔第A套线路保护和第A套母线的保护出现问题,并对该间隔的遥测回路产生影响;当B套合并单元出现故障时,就会使得第B套线路保护和第B套母线的保护。所以,在对合并单元进行检修时,要将使用该合并单元采样数据的保护装置全部退出运行。
2.线路保护装置检修时的二次安全措施。
线路保护装置消缺二次安全措施相对简单,即:
①投入线路保护“投检修态”压板,确保线路保护的报文不出口,并对母线保护装置不会造成不利的影响;
②退出线路保护“跳闸出口GOOSE发送软压板”、“重合闸出口GOOSE发送软压板”和“启动失灵GOOSE发送软压板”;
③退出对应母线保护“XXXGOOSE接收软压板”。
(二)单间隔设备停电装置检修
单间隔设备停电装置检修,主要针对的是在线路保护消缺或者线路保护定检中必须将以此设备停用的情况,相比于带电消缺来说,单间隔设备停电装置检修的二次安全措施更加简单。同样的,以220kV双母线接线的线路间隔为例进行说明:
1)投入被检修间隔合并单元“投检修态”压板;
2)退出2套母线保护“XXX间隔投入软压板”,保证母线保护装置不处理该间隔合并单元的采样数据;
3)投入被检修间隔线路保护“投检修态”压板,投入智能操作箱“投检修态”压板,保证本间隔的GOOSE报文不对运行中的母线保护造成影响。
(三)多间隔设备不停电装置检修
比如,在220kV的双母线接线的母线保护中,常规的220kV的母线微机保护不停电定检校验时,二次安全措施的执行步骤是:首先,要将母线保护的所有的间隔出口跳闸压板断开,母差保护动作启动主变失灵跳三侧压板;然后将母线保护所有电流回路短接,拆除电压二次回路。
四、提高继电保护运行操作的准确性
(一)利用数字化提高保护性能
随着继保数字化的应用,互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器磁路饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题,电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高提供了便利条件。
(二)加强技术改造工作
针对直流系统中,直流电压脉动系数大,多次发生晶体管及微机保护等工作不正常的现象,将原硅整流装置改造为整流输出交流分量小、可靠性高的集成电路硅整流充电装置;对现场二次回路老化,保护压板及继电器的接线标号头、电缆标示牌模糊不清及部分信号掉牌无标示现象,应重新标示,做到美观、准确、清楚;组织对二次回路全面检查,清除基建遗留遗弃的电缆寄生二次线,整理并绘制出符合实际的二次图纸供使用,杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
(三)提高继电保护运行操作的准确性
运行人员首先要把保护原理和二次图纸学习好,然后再核对和熟悉现场的二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板,要按照继电保护的规程操作,按照保护安全措施执行,严格执行“两票”。投入和退出的时候,首先要经调度同意,同时遵守调度的规范要求,严格按照编程中的使用说明进行投入和退出,这样才能确保投入和退出的准确性。与此同时,还要在具体的工作中严格按照相关的流程规定进行操作,以此有效的节省阅读保护图的时间,提高工作效率。
结束语
随着智能化变电站的建设,智能变电站继电器保护二次安全措施的实施是保证智能变电站安全运行的一个重要环节。当前,智能变电站的建设仍然处于初级阶段,需要不断地去发展和完善。同时,不同的生产厂家的保护装置之间存在着差异,这样就给现场的保护人员在执行二次安全措施的过程中带来困难。随着发展的需要,传统的作业方式正在面临着巨大的转变,因此,有必要在设计、施工、制造以及运行的过程中,对各个阶段的共识达成统一。此外,对于施工技术人员来说,应该加强在安全措施应用中的技术的使用,充分保证变电站整个电网的安全运行,从而推进智能变电站继电保护的发展。
参考文献:
[1]胡宏,刘国良.关于继电保护状态检修的相关问题分析[J].科技创新与应用,2014,04:125.
[2]陈延福.电力继电保护的故障维修分析[J].企业技术开发,2014,06:104-105.
[3]王亚男,任志伟.电力自动化继电保护安全管理探讨[J].黑龙江科技信息,2014,07:17.
关键词:智能变电站;继电保护;二次安全措施
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
十二五期间,国家电网将在全国建立5000座左右的智能变电站,其中部分是采用对已建成变电站进行智能化改造的方式,这就使得二次检修和调试的对象及环境更为复杂,维护量也相对增大。智能变电站作为我国未来变电站自动化技术发展的一个重要方向,是衔接智能电网发电、变电、输电、配电、用电以及调度六大环节的重要技术,对于我国将来电网的建设发展具有重要的意义。智能变电站的继电保护二次安全措施作为电力系统中的一个复杂而特殊的环节,随着近年来电网的自动化技术改造以及电站无人值守化、综合自动化等工程的建设,越来越受到人们的关注。因此,做好智能变电站的继电保护二次安全措施对于整个电网的建设以及经济的发展具有非常深远的意义。
一、影响继电保护产生干扰的因素
(一)雷击干扰
一般情况下,雷击是不会直接对二次回路产生作用的,而是通过相应渠道使其间接产生干扰。变电站的避雷器或者接地部件在遭受到雷击时,在智能变电站中的接地元件和接地网系统受其影响而导致暂态电流的电位的升高,造成流过两端接地电缆外皮的电流增大或者使其产生高频电流,就很有可能使得继电保护装置误动作,或者使得控制回路和灵敏设备受到损坏。
(二)高频干扰
在进行电力系统的隔离开关进行操作时,如果速度缓慢,就会在隔离开关的两个触点之间产生电弧,从而产生操作过电压,导致高频电流的出现。高频电流在通过母线的过程中,会在母线的周围产生一股很强大的磁场和电场,从而会对相关的二次回路与二次设备产生很大的干扰。在高频干扰强度超过了装置的逻辑元件的干扰值时,就会使得继电器保护装置的正常工作受到很大的影响,造成机电保护装置出现误动作。
(三)辐射干扰
如果在继电保护装置的附近使用手机等有辐射的移动通信等工具的话,所产生的辐射就会对智能变电站继电保护装置造成严重的干扰,电子设备的回路在感应到附近的电厂和磁场的辐射的高频电压,由此会形成一个假的信号源,使得继电保护的稳定性受到很大的干扰,并出现误动的情形。
(四)静电放电干扰
静电的产生是由于原子外层的电子在受到各种外力的影响后发生转移,从而形成正负离子,然后就产生静电。不管什么材质的两种物体,在进行接触之后,就会使电荷发生转移,并累积成静电。在相对比较干燥的环境下,人体活动就会使衣物上产生静电现象,尤其是由化学纤维制成的衣服,就很容易使静电产生,并且形成电荷的转移和积累。在比较干燥的季节,人体的静电有时可以达到几千伏甚至几万伏。如果工作人员在工作时穿着绝缘靴,就会使电荷不断的堆积,从而形成更高的电压,然后工作人员与设备的继电保护相接触,就会对继电器放电。放电会对继电保护设备产生不同程度的损坏,会根据接地情况和不同环境而产生不同程度的破坏,严重时就会使得电子元件烧毁,对继电保护系统造成破坏。
二、继电保护二次回路破坏分析
(一)继电保护二次回路的数据破坏
在继电保护的二次回路中出现问题,就会直接对电力网络造成严重的影响,使得计量表和电能表出现各种波动,就会造成计量表和电能表上示数的错误,甚至對计量仪器造成严重的破坏,使得电力数据丢失,对电力网的工作造成影响。
(二)继电保护二次回路的线路破坏
继电保护二次回路线路的破坏,会阻碍继电保护二次回路差动保护装置功能的正常发挥,从而引起线路的短路问题,如果破坏程度严重,就会导致差动保护结构出现错乱,如果在长时间内不能够将故障解决,就会使得电力系统的二次回路的运行造成破坏。
(三)继电保护二次回路的安全问题
继电保护二次回路的安全问题是变电站中的一个重要方面,由于在机电保护的二次回路中会产生电磁、静电等感应,就会对电力系统的作业产生强大的干扰不利于电力系统的正常运行。
三、智能变电站继电保护二次安全保护措施的实施
(一)单间隔设备不停电装置检修
所谓的单间隔设备不停电装置的检修指的是,一次设备不停电,需要处理的装置为本间隔单套保护的某一台装置。下面以220kV双母线接线的线路间隔为例,来对智能变电站不停电装置检修时继电保护二次安全保护措施的实施来进行详细的说明。图1为220kV双母线接线的线路保护构成示意。
图1 220kV双母线接线的线路保护构成示意
1.合并单元检修时二次安全措施的实施。
智能变电站中的所需的电压、电流的数据来自于合并单元(如果有配置独立的三相电子式电流电压互感器的间隔可以不需要配置合并单元)。智能变电站继电保护二次安全措施的双重化配置,同样采取双重化的配置来进行合并单元的平配置。如果在A套合并单元出现故障使得电流、电压的数据出现异常时,就造成该间隔第A套线路保护和第A套母线的保护出现问题,并对该间隔的遥测回路产生影响;当B套合并单元出现故障时,就会使得第B套线路保护和第B套母线的保护。所以,在对合并单元进行检修时,要将使用该合并单元采样数据的保护装置全部退出运行。
2.线路保护装置检修时的二次安全措施。
线路保护装置消缺二次安全措施相对简单,即:
①投入线路保护“投检修态”压板,确保线路保护的报文不出口,并对母线保护装置不会造成不利的影响;
②退出线路保护“跳闸出口GOOSE发送软压板”、“重合闸出口GOOSE发送软压板”和“启动失灵GOOSE发送软压板”;
③退出对应母线保护“XXXGOOSE接收软压板”。
(二)单间隔设备停电装置检修
单间隔设备停电装置检修,主要针对的是在线路保护消缺或者线路保护定检中必须将以此设备停用的情况,相比于带电消缺来说,单间隔设备停电装置检修的二次安全措施更加简单。同样的,以220kV双母线接线的线路间隔为例进行说明:
1)投入被检修间隔合并单元“投检修态”压板;
2)退出2套母线保护“XXX间隔投入软压板”,保证母线保护装置不处理该间隔合并单元的采样数据;
3)投入被检修间隔线路保护“投检修态”压板,投入智能操作箱“投检修态”压板,保证本间隔的GOOSE报文不对运行中的母线保护造成影响。
(三)多间隔设备不停电装置检修
比如,在220kV的双母线接线的母线保护中,常规的220kV的母线微机保护不停电定检校验时,二次安全措施的执行步骤是:首先,要将母线保护的所有的间隔出口跳闸压板断开,母差保护动作启动主变失灵跳三侧压板;然后将母线保护所有电流回路短接,拆除电压二次回路。
四、提高继电保护运行操作的准确性
(一)利用数字化提高保护性能
随着继保数字化的应用,互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器磁路饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题,电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高提供了便利条件。
(二)加强技术改造工作
针对直流系统中,直流电压脉动系数大,多次发生晶体管及微机保护等工作不正常的现象,将原硅整流装置改造为整流输出交流分量小、可靠性高的集成电路硅整流充电装置;对现场二次回路老化,保护压板及继电器的接线标号头、电缆标示牌模糊不清及部分信号掉牌无标示现象,应重新标示,做到美观、准确、清楚;组织对二次回路全面检查,清除基建遗留遗弃的电缆寄生二次线,整理并绘制出符合实际的二次图纸供使用,杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
(三)提高继电保护运行操作的准确性
运行人员首先要把保护原理和二次图纸学习好,然后再核对和熟悉现场的二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板,要按照继电保护的规程操作,按照保护安全措施执行,严格执行“两票”。投入和退出的时候,首先要经调度同意,同时遵守调度的规范要求,严格按照编程中的使用说明进行投入和退出,这样才能确保投入和退出的准确性。与此同时,还要在具体的工作中严格按照相关的流程规定进行操作,以此有效的节省阅读保护图的时间,提高工作效率。
结束语
随着智能化变电站的建设,智能变电站继电器保护二次安全措施的实施是保证智能变电站安全运行的一个重要环节。当前,智能变电站的建设仍然处于初级阶段,需要不断地去发展和完善。同时,不同的生产厂家的保护装置之间存在着差异,这样就给现场的保护人员在执行二次安全措施的过程中带来困难。随着发展的需要,传统的作业方式正在面临着巨大的转变,因此,有必要在设计、施工、制造以及运行的过程中,对各个阶段的共识达成统一。此外,对于施工技术人员来说,应该加强在安全措施应用中的技术的使用,充分保证变电站整个电网的安全运行,从而推进智能变电站继电保护的发展。
参考文献:
[1]胡宏,刘国良.关于继电保护状态检修的相关问题分析[J].科技创新与应用,2014,04:125.
[2]陈延福.电力继电保护的故障维修分析[J].企业技术开发,2014,06:104-105.
[3]王亚男,任志伟.电力自动化继电保护安全管理探讨[J].黑龙江科技信息,2014,07:17.