10kV智能变电站继电保护研究

韩韬 周宝斌 汪永坤

国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 江苏 盐城 224000

引言

基于经济社会发展的实际需求，最近几年电力产业引起了较高的关注，并实现了良好的发展，加之高新智能科技的出现与运用，促使供电系统实现了智能化发展目标，智能变电站逐步问世。智能变电站属于供电系统中关键的构成内容，发挥着十分紧要的作用。而对于智能变电站未来的健康发展而言，其继电保护项目具有显著的价值。所以，针对10kV智能变电站继电保护开展研究工作是非常必要的。

1 概述

1.1 智能变电站

智能变电站通过应用高科技智能设备，将IEC61850标准以及通信规范作为理论依据，有效建立数字网络平台，合理实现变电站内部信息共享等目标，包含智能数据采集、处理与监察等性能，能够全方位管控并调试供电状况的新式变电站。以实现对电网的实时维护为目标，应当确保智能变电站在监测数据信息的过程中具备效率性，保证供电系统在所有期间内的数据信息，统统能够被保管于变电站的储存仪器内。现阶段，有关智能变电站的科研工作依然处在发展时期，仅仅具备一套比较成熟的电力系统，在实现全面监管与维护供电系统方面，仍然存在较大的技术缺失，然而其在供电系统的保护性能方面，则表明务必需要对其开展完善工作。继电保护不仅仅是针对电力运行系统的检测和保护，对于整个电力系统都有着重要的意义，以上阐述的有关供电系统的所有内容统统作为智能变电站将来的发展趋势。以构建智能化变电站为目的，积极优化智能变电站实际上就是为电力产业创造牢固的基础[1]。

1.2 继电保护原理

继电保护的含义，实际上是指针对电力线路内的所有工作要点开展检查工作，并形成相应的电信号反馈到控制显示平台上，重点分成两类信号，一类是正常信号，另一类是故障信号。将电力线路的短路等当作重点检查对象，并且还需要针对电力线路输配平均值进行测量工作，应当利用实际的数据信息，针对所有地区电力使用量方面的差别进行分析，比如在面对个别区域电力使用量急速增长的情况下，能够利用继电保护开展监测工作。除此之外，智能变电站还能够及时开展线路的切断，以此防止由于电能漏失而引发的大规模灾难，并且也可以确保所有供电系统获取实际的保障，换一种说法，即在保护电网运行方面具有关键的意义。

2 10kV变电站对继电保护装置的要求

继电保护装置设备必须达成四项要求，第一项是灵敏性，第二项是选择性，第三项是速动性，第四项是可靠性。这四项要求相互间具备密切的关联，尽管矛盾也比较一致。首先，灵敏性就是当处于装置、电路被保护的范围内，出现金属性短路现象的时候，保护设备需要具备一定的灵敏性，各种保护的最小灵敏系数，需要切实、具体的在相应体制中体现。此项要求，往往需要凭借继电保护进行整定实现；其次，选择性是首要通过故障装置及电力线路自身的保护功能针对故障进行切断，在故障装置与电路自身的保护性能失效等不良问题产生的条件下，方可使用线路保护等装置仪器进行故障的切除工作；再次，速动性就是保护设备需要及时针对短路故障进行切除，主要目的在于加强供电系统的稳定性，减轻故障设备仪器与输配电线路的损伤，减少损伤范围，改善智能重合闸与备份电池及备份仪器智能投入的实施成效等；最后，可靠性指的则是，应当确保装置设备的规划原理与组装调控等方面准确，不存在错误，并且规定构成保护设备的所有元件具备较高的质量，线路运检应当具备合理性，供电系统需要尽量简易高效，以此使继电保护的可靠性得以提升。可靠性实际上也是继电保护装置的基础要求[2]。

3 10kV变电站继电保护研究

3.1 定时限过流保护研究

所谓定时限过流保护，实际上就是继电保护动作响应时间是始终固定的，而与短路电流的大小之间并不存在任何关联，假如形成短路现象，响应时间有继电器整定获得，这一时间在一定的范围之内整定是可以调整的。和反时限过流保护之间存在区别，定时限过流采取的是电磁式时间继电器等仪器。构成的定时限过流保护通常都是采取直流操作模式，所以应当装设直流屏。此项保护手段具备简易性与安全性，基本上完全依据选择设定的动作相应时间来取得保护。与其他的继电保护模式进行比较，此类方法的上下级的选择性配合同样比较简单，在明确时间以后，相应的灵敏性同样可以符合标准，调试整定具备较高的便利性与精准性，在10kV变电站中实现了大范围的使用。对于10kV智能变电站而言，假如电力线路只具备一套保护装置，并且继电器具备非常大的容量，使用时间继电器的触电可以直接接通跳闸回路，从而可以节省出口中间的继电器。定时限过流保护方式，在10kV智能变电站中的实际应用，需要按照躲过被保护电路可能出现的最大负荷电流来考虑的。换一种说法，就是只有在被保护线路发生故障的时候才能够被启用，在最大负荷电流出现的时候不应出现响应动作。

3.2 电流断路保护研究

现阶段，继电保护技术在供电系统内部的实施优势，正在逐步展现出来，微机继电保护的实施优点在于逻辑水平较强、自我监测性能较强、记忆水平较高、繁复的数字测算功能以及高质量的数字通信功能等，因此固有的电磁继电器等设备统统不能与其匹敌。微机保护的应用优势和以往的常规保护进行比较，其最主要的优势在于利用了计算的两大优势，也就是计算机技术的高速运算能力以及完备的存贮记忆能力，并且采用MD模数变换、抗干措施、数字滤波等技术，这都大大胜过了常规保护模式。除此之外，微机继电保护具备大量的应用特性，比如灵活性、便利性以及运行环节的简易性等，不但能够提升继电保护的实施效果，还能够有效完善动作的精准度，促使其他辅助性能获取拓展，保证迅速提升安全性能。同时，其拥有明晰、完整的界面，能够开展远程监察勘测工作。其能够满足变配电站的各种保护要求，还能够通过键盘与液晶显示屏，开展现场观察以及方便各种保护方式及参数的设定。与此同时，微计算机继电器保护设备，与单一机械具有小而小的集成结构，多使用超轻的小结构的高科技精巧的设计，使整个机器极为紧凑且轻。而电流断路保护，其本质属于不受时间限制或是极少受到时间限制动作的一项继电保护模式，此类保护模式可以利用较短的时间，快速切断出现短路的线路，较大程度上缩短故障持续时间，避免故障影响范围的扩大。电力断路保护还能够分成两种类型，一种是瞬时电流断路保护方式，另一种则是微受时限的电流断路保护方式。

3.3 继电保护的选择

针对高压检测范围处于6～10kV的变电所的主变压器，通常情况下，需要配备过电流保护设备。如果过电流保护的动作时间超出0.5s，必须配备流量断路保护设备。遵循相关规定要求，针对容量超过400kV的生产车间，其油浸变压器与不低于800kV的油浸变压器，必须配备煤气继电器。单台并作为其他负荷或多台并列运行的备用电源时且容量在400kV•A及以上的变压器，这个时候则应当依据所在地的真实状况，针对可能产生的过负荷设置过负护。如果过载保护与天然气保护产生了部分故障，那么包含天然气保护在内的所有保护在形成重大故障时，则统统被视为跳闸现象。遵循有关标准配备天然气、电流保护与断路保护。针对因为外部相间短路而形成的过电流，必须在电路下部的旁侧配备保护装置。第一，除了主电源侧以外，每个侧保护变压器的内部故障备份保护只需要作为相邻组件的保护；第二，任何类型的短路现象的总线的每个侧的保护装置必须具有足够的灵敏度，并且变压器的线路通常提供具有足够的不对称短路的电力线，直到返回过程。在相邻线路上有大量气体的情况下，通常在切断的断路器的各一侧工作。最后，安装到主电源侧的双线圈变压器[3]。

4 10kV智能变电站继电保护自动化分析

4.1 接线技术

对于10kV智能变电站继电保护而言，接线作为主要的构成部分，是继电保护智能实施的首要条件，因此应当实现科学性、标准性以及精确性。另外，只有确保继电保护接线项目实现简易性，才能够持续提升智能变电站的运行水准，加强继电保护自动化，这是由于接线环节的实施难度和电路损害步调一致，因此接线项目的简易性越强，那么电路的损害程度便越小。在针对10kV智能变电站实施优化措施的时候，其继电保护接线规划需要符合相关实施标准，例如子线路标准等，实施过程中不可交叉接线原则，以此防止接线环节干扰智能变电站继电保护自动化的发展。

4.2 监察技术

监察技术作为10kV智能变电站继电保护自动化项目中的一项关键构成部分，同样是其继电保护的一种创新手段，主要目标是确保继电保护获取坚实的保障。而智能变电站继电保护的实际工作状况，便是监察技术的实施对象。凭借监察技术可以针对变电站装置及元件的故障问题数据进行监察工作，基于继电保护程序的顺利运行，切实展现辅助性监察功能，假如继电保护程序产生误动等错误操作，那么监察技术便会发挥出纠正功能，不但将相关数据信息进行反馈，而且还可以把全部故障数据发送到电网调度中心，随后调度中心以此自主指示变电站工作，进而保证10kV智能变电站在遵照标准的基础上正常工作。

4.3 回路技术

回路技术被投入使用在10kV智能变电站继电保护的回路工作中，属于对传统回路设计工作的优化与创新。要想切实提升智能变电站运行环节的转化水准，就需要达成对智能变电站继电保护回路项目的有效管控。为了全面保证继电保护程序的精准度，应当在回路设计工作中体现科学性与标准性，较大程度上减少形成继电保护误动等不良现象。对于10kV智能变电站继电保护的运作而言，围绕一次回路与二次回路规划工作进行管控是十分紧要的。回路处于运行过程中，应当保证满足规范要求，进而深度发挥智能变电站的积极作用。与此同时，在继电保护自动化回路的规划设计环节，电子感应设备的科学布置不可或缺，其具有可以达成对隔离开关工作的指示目标，并且能够针对智能变电站继电保护的调试压力进行强化，减轻变电站处于无人看守状态下的调控难度。

5 结束语

综上所述，电能源被大量使用在社会的生产生活模式中，供电系统则属于中国资源构建的关键构成部分。而在供电系统中重要的构成因素便是变电站，其发挥着十分紧要的作用。然而以往在运用变电站的时候，往往面临着继电保护设备和外部通信较难等弊端，致使产生电力风险事故等，对此需要及时进行处理。10kV智能变电站作为优化供电系统工作成效的主要项目，能够达成对变电站装置及元件的全面继电保护目标，还能够加强智能变电站的实际运行，确保继电保护高效，在有效实现居民们的用电需求的基础上，进一步优化供电系统。