电力双回线路继电保护设备状态检修

吕渊　许洪新　李腾飞

摘 要：由于電网的系统越来越大，输电线路电压等级越来越高，现代输电网管理和运营模式的变革迫在眉睫，这也要求电力系统的运行和控制更安全、更稳定、更高效、更灵活。随着电力系统的不断发展和继电保护设备的大量使用，传统的检修模式已经不能适用于当前的电力系统，因此，电力系统对继电保护设备的检修模式进行了改革，构建电力双回线路继电保护设备故障状态预测模型，以继电保护二次回路的输出电流有效值和三次谐波平面电流分量为约束变量，进行二次回路的各相定子电流稳定性分析，检修电力双回线路继电保护设备的状态。

关键词：电力双回线路;继电保护设备;检修

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：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

随着我国电力系统的不断进步，电网结构渐渐趋于复杂化，范围不断扩大，所以设备检修工作量也不断加大，人们必须重视电力双回线路继电保护设备状态检修工作[1，2]。本文从检修方法和检修过程两个方面深入研究了电力双回线路继电保护设备的状态检修。

1 电力双回线路继电保护设备状态检修的方法

1.1 电力双回线路继电保护设备故障状态预测模型

为了实现对电力双回线路继电保护设备状态故障预测，首先构建双回线路继电保护设备故障状态预测模型，以继电保护二次回路的输出电流有效值和三次谐波平面电流分量为约束变量，进行等效电路分析。继电保护二次回路的共轭转子半径为[rr]，供电频率为[Jcu]，采用自适应能量均衡方法进行等效电路分析，构建继电保护二次回路的输出转矩和耦合模型，即

采用模拟三相SVM-DTC结构进行等效电路设计，在继电保护二次回路的输出端形成线圈序列，五相电流产生的磁动势耦合系数低，功率因数小，采用改进型容错直接转矩模型进行电路的电磁耦合控制，根据铜损最小原则进行输出功率控制，根据旋转磁动势轨迹进行继电保护二次回路的T型等效电路设计，进行高变逆变器和次级补偿电路整流设计，建立互感耦合模型。

继电保护二次回路的输出端采用五相感应电机驱动，根据线性叠加原理进行恒流源控制。对电力双回线路继电保护设备运行状态中的错误进行检测，需要以继电保护设备运行状态的检测为基础[3，4]。目前，人们主要通过电力双回线路继电保护设备的历史信息和神经网络来对其进行检修，保障继电设备的正常运行。

另外，电力双回线路继电保护设备状态检修的目标是：延长继电保护设备的使用时间，改善继电保护设备的运行能力，减少因为错误而导致停电的机会，提高继电保护设备的运行效率，减少整体的经济运营成本[5]。

1.2 电力双回线路继电保护设备状态检修方法

在电力双回线路继电保护设备状态检修中，先是要对供电系统中的全部数据进行处理，利用计算机对数据进行逻辑分析。因此，继电设备状态检修期间，要以继电保护二次回路的输出电流有效值和三次谐波平面电流分量为约束变量，在电磁耦合器的输入阻抗并联情况下，继电保护二次回路的绕组阻抗[Zrl]，[Zsr]，[Zps]分别为：

此时，在优化控制模型下，继电保护二次回路电流间谐波分量幅值为：

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

在电流内环积分系数控制下，分析谐波幅值随频率的变化关系，在[N]个与磁场垂直的导体内，继电保护二次回路传输效率为：

根據上述计算间谐波分量[Rp]和[Rs]的结果，分析间谐波分量之间的频率特征量，构建继电保护二次回路的控制约束参量模型，以此为基础进行电力双回线路继电保护设备状态检修。

在检修的过程中，若出现继电保护设备状态异常或者错误情况，电力系统所带的计算机系统就会自动进行自检，然后对系统传输报警信号，并会立即暂停继电保护设备保护程序[6，7]。而要确保状态检修的正确性，计算机程序必须采用标准化格式，以提升计算机的灵敏度。

继电保护设备与计算机之间需要安置通信接口，保障其安全性。在继电保护设备出现故障时，计算机可以在第一时间通过信息、神经网络来分析出故障点。除此之外，在计算机保护下，继电保护设备安全性通常得到大大的提高，为电力系统节省了大量的人力和物力[8]。

电力双回线路继电保护设备状态检修的传统方法主要是定期对继电保护设备进行检查，其间不考虑设备运行状态，比较盲目。而电力双回线路继电保护设备状态检修则是以减少损失、提升电力系统的安全性和供电效率等为目标，继电保护设备检修更加具有可操作性，还延长了设备使用时间。

2 电力双回线路继电保护设备状态检修原理

电力双回线路继电保护设备状态检修工作主要由班组、车间来进行评价。主要流程包括：继电保护设备的信息收集、对其进行评价、对其进行风险评估、得出检修结果、完善检修计划、进行检修实施、对设备绩效进行评估[9]。继电保护设备的信息主要指的是投入使用前的信息，如设备出厂报告、投入使用前的交接报告等，继电保护设备的运行信息包括故障、跳闸等。在进行计算机分析后，班组依据相关规定，结合现实状况对检修结果进行校正，之后车间评价班组给出的初级报告，根据最终得出的结果，修订检修计划。

自电力双回线路继电保护设备状态检修实施以来，检修的工作量相对于以前减少了大约70%，从而减少了错误操作的可能性。检修模式的改变，还为电力系统节省了大量的人力和物力，符合可持续发展要求，有着明显的经济性和社会性。随着电力系统的不断发展，电力双回线路继电保护设备状态的检修变得尤为重要，是评估该设备状态的核心和重点[10-12]。

3 结语

生活中，电力应用无处不在，电力是人们赖以生活的基础能源，可以推动社会经济发展。但是，一旦电力系统发生严重事故，就会导致不可弥补的后果，所以电力企业要保证电力线路系统的安全运行，不断满足人们对电力的需求。继电保护设备是电力系统正常运行的重要手段，电力企业要加强设备状态检修，避免设备发生故障，保障电力系统高效运行。

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