电网备自投保护的常见问题及广域备自投保护的优势研究

2014-01-31傅震辉

机电信息 2014年15期

傅震辉

（广东电网公司河源供电局，广东河源517000）

0 引言

随着经济社会的发展和电力系统复杂性的不断提高、系统规模的日益增大，电网用户对电力系统的供电质量、可靠性要求也不断提高。而电力系统的备自投装置能够在系统由于故障等原因而断开主供电源的情况下，将备用电源自动切入，进而实现电网供电的及时恢复。因此，通过电网广域备自投保护装置的使用，能够有效提高电力系统运行的可靠性，降低电网故障带来的损害，这对电力系统的安全可靠运行至关重要。

1 电网备自投保护概述

电力系统中的常规变电站微机型备自投保护装置通常通过对涉及的电力设备的电压、开关量及电流等基本信息的采集，结合预定的控制逻辑，实现系统充放电的操作，当电力系统的工作电源产生故障后，能够及时完成备用电源的快速自动切入。然而，对于常规的备自投保护装置，一方面，其一般对动作产生时给广域电网系统带来的作用考虑不够，从而存在系统备用电源发生过负荷的可能性；另一方面，常规的备自投保护装置和系统的安全自动控制设备的协调存在一定困难。因此，为了确保电力系统的安全稳定运行、减小故障损害、有效提高电网运行效率，从电力系统整体出发，建立面向全电网的广域备自投保护系统很有必要。

电网备自投保护装置按照其基本功能，可分为无压、过载、稳定控制、双备用电源等几种类型。以双备用电源备自投保护装置为例，该类型的备自投设备是针对系统中某些对运行可靠性要求很高的关键负荷而设置的，这种情况下，系统对备自投保护的成功率要求很高，而通过双备用电源备自投装置能够在一次备自投动作未成功后，再一次启动备自投保护。电网备自投保护的基本原则如表1所示。

表1 电网备自投保护的基本原则［1］

2 电网备自投保护的常见问题及其应对方法

2.1 电网备自投保护装置的误动问题及应对

若系统的备自投保护装置产生误动现象，应当着重从工作电源断路器的辅助接点及绝缘两个方面进行考虑。如果相应的辅助常闭接点闭合，则一般原因为系统中一路工作电源的PT三相失压，进而引发相应的断路器发生无压掉闸现象，最终导致系统的备自投装置发生动作，对此，应当重点对工作电源的PT回路进行故障排查。

在实践中，针对微机型电网备自投保护设备，可以通过对其控制程序进行修改，检测系统母线发生失压前进线电源的各相电流来判断故障类型。例如，若相应电流突增，且大于其最大负荷电流值，则可判定为母线发生故障，对于这种情况，应当对系统的备自投保护设备进行瞬间放电操作，以防把系统的备用电源切入至发生故障的系统母线；若相关的电流值未发生突增，并小于其最大负荷电流值，则可判定为系统线路发生故障，对于这种情况，不应当对备自投设备进行放电操作，可以通过备自投装置的动作来改善系统的运行可靠性。

2.2 电网备自投保护装置的闭锁问题及应对

电网备自投保护装置的闭锁涉及线路保护动作闭锁、手跳开关闭锁、主变保护动作闭锁等几个方面。首先，关于系统线路保护动作闭锁，对于系统的备自投保护装置装设于110kV系统进线的情况，一般要和110kV线路的各项保护进行协调与配合，即若发生系统备自投保护装置和其他保护的重合闸一起起作用的情况，在系统的备自投保护装置发生动作后，必须将相关的其他系统线路保护的重合闸进行闭锁，从而避免由于系统上一级线路发生事故停电后相应的备自投错误地切入故障线路的情况。同时，电力线路的保护动作也要对备自投保护进行闭锁。其次，当操作人员对备自投保护装置的相关开关进行手动操作时，应当确保备自投保护装置不动作，即应使得手跳开关对备自投保护装置进行闭锁［2］。

3 广域备自投保护的优势分析

在实际的电网备自投保护应用过程中，和传统的备自投保护装置相比，广域备自投保护系统具有以下优点：

（1）广域备自投保护系统能够借助能量管理系统来对电力系统网络的遥测及保护信号等进行全面的采集，该类保护装置的动作及闭锁条件对对侧厂站和上级厂站等的运行状况进行了充分的考虑，因而能够让系统备自投装置的动作更加科学，有利于有效避免系统相应备自投保护装置的误动、拒动等故障。

（2）广域备自投保护系统能够通过能量管理系统的分析，完成相关控制策略的校核功能。例如，它能够对系统的备自投装置发生动作之后的电网线路、变压器运行状态进行检测，当检测到过载情况时，发出相应的告警信息，并调整系统的备自投控制策略。此外，广域备自投保护系统能够对备用电源侧的安全情况进行考虑，避免过载现象引发的系统故障的蔓延。

（3）广域备自投保护系统能够借助能量管理系统对系统的安全稳定及其他保护信号进行获取，进而判断系统是否出现了线路故障，或者安全稳定保护装置是否正常动作，由此实现电网备自投保护装置和系统安全稳定保护装置的高效合理配合，为广域备自投设备使用率以及系统供电可靠性的提高提供可能。同时，广域备自投保护系统能够将系统的日常维护工作汇集到相应的调度自动化系统主站来完成，对电力系统网络的各种运行方式具有很强的适应能力，这就降低了系统日常维护的工作强度及建设成本［3］。