加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力

加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力

汪旻

1、继电保护现场工作中常发生的主要故障

1.1开关保护设备故障

由于现在的电力企业广泛应用适合在密集区建立的开关站，电力系统工作人员通过控制开关站向广大用户供电，于是就形成了变电所—开关站—配电变压器的供电模式。在未实现继电保护自动化的开关站内，电力工作人员应该运用负荷开关或者负荷开关和熔断器的组合器作为开关保护设备。通常情况下，电力企业对于开关站的进线柜往往运用负荷开关进行分合操作和切断负荷电流，对于带有变压器的出线柜则采用负荷开关和熔断器的组合器。但是，由于电力工作人员将负荷开关和熔断器的组合器应用到带有配电变压器的出线柜上，很可能会造成电力系统的出线出现故障，导致开关站越级跳闸，出现大范围停电现象。

1.2微机继电保护装置故障

微机继电保护装置最常见的设备故障主要有以下2种：

1.2.1电源问题

电源的输出功率不能满足要求时，输出的电压也就相应降低，电压降低过多时就会导致电路的充电时间缩短、基准值起伏不定等问题，对微机继电保护装置的逻辑配合能力造成影响，甚至会引起微机继电保护装置逻辑功能的判断失误。

1.2.2静电作用

制作工艺的精进使设备元件焊点与导线间的间距缩小，微机继电保护装置经过较长时间的运转后，逐渐聚集大量的静电尘埃，造成导电通道发生短路，从而出现运行故障。

1.2.3电流互感器故障

电力系统规模越大，系统电流值也越大，也就更容易出现短路问题。如果继电系统发生短路故障，其电流会非常大，会超出电流互感器设定电流值的数十倍甚至上百倍；如果短路相对稳定，则电流互感器变比的误差会随着一次短路电流倍数的增加而增加；当电流互感器处于过于饱和状态时，其所感应的二次侧电流就会变得很小甚至趋于0，从而导致电流保护装置出现拒动；如果问题发生在变电所，则要依靠母联断路器或者主变压器的后备保护对其进行切除，这样就会使故障发生的时间延长，影响范围进一步扩大；如果配电系统由于电流保护拒动导致配电所进线保护动作，则整个配电系统就会趋于瘫痪。

1.2.4继电保护定值配合不当

普通的变电系统所采用的微机保护动作时间整定，通常过流为0.5s，速断为0s，速断保护出口时间为40ms。出线保护动作时间整定，通常过流为0.05s，速断为0s。因为速断保护不存在时间阶梯，由变电所出线到配电所的进线及出线速断保护均为0s，而配电所进出线的过流保护时限差仅为0.05s，因此配电系统中存在较大的负荷电流且阻抗较小的情形。如果出现内部故障，继电保护器无法及时动作时，系统就会出现故障，最终导致越级跳闸。普通配电系统的继电保护如果搭配不当，再加之继电保护系统自身的误差，就会造成系统内部出现问题，进而造成进线保护速断。

2、互联电网继电保护的几种形式

2.1采用高性能、新原理的继电保护

电力元件保护的工作主要是对已经发生的故障进行全面的确认和判断，在判断的过程中其所消耗的时间越短越好，通常能够达到十几毫秒，电力系统长期的运行也充分的证明电力元件故障的顺利排除一定要依靠本地信息的继电保护装置，同时其还要正确的动作，各个电力元件主保护在运行的过程中还存在着一定的新问题，针对这样的状况也必须要依靠全新的元件保护原理和技术加以解决和处理，对快速保护系统进行全面的控制欲和处理，这也成为了减少电网运行故障的一个非常重要的途径。

2.2采用基于广域信息系统的网络保护

当前在继电保护工作中主要是以电力元件为主要的保护对象，将切断保护元件内部的故障为主要的工作目标，不同的电力设备在保护工作中应该具备较强的独立性，但是对故障元件切除之后的潮流转移并不是十分的重视，这样也就使得相邻的电力元件经常出现过载的问题，随着电网建设水平的不断提高，过载保护工作也成为继电保护工作中的一个十分关键的环节。

继电保护的主要任务是不断变化的，一般电网建设的要求发生了转变，继电保护的任务就会出现非常明显的变化，当前的主要任务是提高输电断面和电网结构自身的安全性和稳定性。为了达到这一目的，我国也采用了多种合闸的方式，并建立了光宇可操作元件的信息，借助对网络中运行操作的顺序和定值的调整对其加以控制，通常在几分钟之内就可以完成所有的操作，它也是对网络稳定性控制的一个非常重要的途径。

2.3采用基于同步相量测量的安全稳定紧急控制系统

为了更好的对同步暂态的稳定性加以有效的控制，需要对故障进行后发展的整个过程和结果进行全面的预测，如果预测的最终结果处在一个相对不是特别稳定的状态时，应该采取相应的措施将这种不稳定的状态变换成稳定的状态。这个过程的判断实际上是一个非常复杂的过程，但是其在动作时间上并不存在非常大的限制，在这样的情况下也为远程的信息传输创造了非常好的条件。

同步相量测量技术和相关的设备在不断的发展，其网络建设的水平也在不断的提高，这样一来也为电力系统构建实测信息机制提供了一个非常坚实的物质基础，但是暂态稳定控制在运行的过程中并不是对坚实系统是否处于正常的运行状态加以控制，它主要是对发生暂态状况之后的发展做出预测和分析，并且采取有效的措施防止系统出现失稳的现象，所以该系统在应用的过程中还需要在稳定性预测和实时控制方面进行适当的调整和改进。但是从整体的发展趋势来看，其所发挥的作用是不容忽视的。

2.4采用互联系统自适应解列系统

电力系统如果在运行的过程中出现了异常或者是故障，而上述的几种方式都没有发挥出其应有的作用和价值，互联系统将在这一过程中无法同步，此时，应该将互联系统解列成若干个功率处于平衡状态的独立系统，这样一来就可以有效的减少系统运行过程中所产生的负面影响和经济损失，在互联电网应用的过程中应该逐步的改进和完善自适应失步解列系统，同时还要对其运行的原理和相关的技术做深入的雅韭，这样也就可以有效的防止大面积停电事故对电力系统造成不利的影响和冲击。

2.5坚持继电保护和安全自动装置相结合的原则，提高继电保护的水平

在采取技术措施的时候一定要有一定的经济体制作为重要的后盾和基础，在以往的电力系统当中，相邻元件的保护起到的是备用的作用，为了更好的控制系统的运行状态，减少厂站的局部措施可以将继电保护和安全自动装置有机的结合在一起，这样一来就可以更好的保证继电保护的质量和水平，从而也有效的提升了整个互联电网的安全防御能力。

3、继电保护紧急控制系统

电力系统中的智能设备、故障录波器、微机保护等装置具有强大的数据自动采集和处理功能、对外通信功能，但它们的通信方式、结构、用途仍存在一定的差异。而电力继电保护紧急控制系统能够对不同规约、不同类型、不同厂家的智能设备、故障录波器、微机保护装置进行集中管理和统一地接入，并在这些装置中进行数据自动采集和处理，从而形成统一的数据格式，实现故障测距、波形分析等资源共享。电力继电保护紧急控制系统的建设不能仍停留在对电力故障录波文件的分类管理和电力继电保护动作行为的信息搜集上，而要加强并提高其对电力继电保护动作行为及时准确分析的能力，实现电力继电保护装置自动化、信息化、网络化的运行管理。继电保护紧急控制系统的功能：

3.1当电网发生故障时，继电保护紧急控制系统根据各厂站子系统采集的录波数据、保护动作信息、开关跳闸信息等故障信息进行综合判断，给出故障性质、故障区域。

3.2对保护设备动作情况、保护设备扰动数据、录波文件进行分析。分析的种类有保护设备动作分析、双端测距、谐波分析、新波形生成、动作信息、矢量分析、波形编辑、故障简报等。

3.3负责与录波器和保护设备等通信。子站与这些设备之间的通信协议采用各自设备提供的通信接口，与PST系列和RCS系列的保护装置可以采用IEC103协议进行通信。

3.4对110kV、220kV、500kV线路保护配置和110kV、220kV、500kV母线保护配置以及高压电动机、启动变、发变组保护配置和保护动作次数进行管理。

4、结束语

紧急控制系统与继电保护对维护电力系统的运行来说有着极为重要的意义，随着互联电网的发展，相关系统已经难以满足电力运行保护的实际需求，因此应当对其予以深入的研究，使其得到创新与发展。在研究中既要关注技术的创新，也要关注对成本的合理控制。

参考文献：

[1]罗兴忠.加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力[J].低碳世界,2013(14).

[2]郭学艳,李字芹.加强继电保护提高互联电网安全防御能力[J].科技与企业,2015(21).

刘水根.加强继电保护与紧急控制系统的研究[J].中国科技财富,2011(24).