变电站继电保护装置失效后备措施研究

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1、变电站继电保护装置失效后备措施研究　　当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。　　摘要：变电站作为当代电力系统的中间枢纽，在电力运输过程中起到了承上启下的作用，可谓十分关键，如果变电站中电力系统的元件或系统本身发生了故障危及到电力系统的安全时，继电保护装置可以及时向工作人员发出警告或者直接向断路器发出跳闸命令阻止发生电路爆炸等安全事故。但是如果继电

2、保护装置失效后我们又该怎么办呢?本文通过对继电保护装置失效后的后果和应该采取的措施进行叙述，希望能对电力装置的安全性提供一些建议。　　关键词：继电保护装置数字化第三道防线后备措施　　引言　　随着科技的发展，电力的应用已经延展到了世界各地，电力从高电压的传输区域运送到低电压的居民家中就需要中途经过变电站来进行高电压到低电压的转换，如果没有变电站，我们就无法正常的用电。变电站的安全问题需要引起我们的重视，当变电站继电保护装置失效后，如果电力系统出现了问题，对变电站所管理的整个区域造成的影响和损失是无法估量的。　　一、变电站继电保护装置失效后的严重性　　变电站作为电力

3、枢纽，在整个电力传输工程中占据了主导地位，在变电站电力系统出了问题的情况下，如果继电保护装置不能够及时的向工作人员反应情况，很有可能造成电路瘫痪，影响电力传输，导致变电站传输区域电力受到影响，严重的可能会引起爆炸事故，造成大量的经济和人员损失。　　二、数字化变电站继电保护装置的应用　　为了预防在变电站继电保护装置失效后可能会造成的巨大损失，我们可以将变电站升级，建立数字化电力系统，将变电站和继电保护装置整个编入程序设定，一旦系统发生故障，且继电保护装置没有任何反应时，数字化电力系统程序就会自动生成错误报告，向工作人员发出警告。现在针对数字化变电站继电保护系统可能

4、会出现问题的情况提出两种后备措施。　　1、保护单元失效的可靠措施　　继电保护装置失效后，由于数字化程序的运行，变电站的每一层安全系统的变化都会反应到程序中去，程序会通过信息共享的方式，让工作人员了解到问题的来源。　　基于信息共享，在此提出利用共享后备单元SBPU来实现保护装置失效的后备。SBPU是一种数字化程序，它能通过采取当前变电站的运行状态信息和人工输入的安全系数做出对比，如果发现有差异，就会立刻将信息反应给总部。　　图(1)是采用公共后备保护单元的系统结构图。其中保护单元1～n是变电站自己所配置的保护单元，SBPU是共享后备保护单元。　　图(1)保护单元系

5、统结构图　　如上图所示，当各个保护单元都正常工作时，SBPU不会采取数据，但是如果发生了故障，当某个单元例如交换机或者合并器失效或者发生电路状况时，由保护交换机连接着的SBPU就会检测到该单元所发生的的传输数值的变化，并根据下载失效对象的保护定值来采集间隔的数据，自动承担故障单元的保护工作，并将电路中失效部位的电流数据传输给总部。这样既能做到保护了整个系统的不间断性，又可以实时将出现的状况返还给我们。这个方案的流程图如下图(2)所示：　　图(2)SBPU方案信号流切换流程　　如图所示，图中DS表示检测信号，ASS表示激活SBPU信号，AMS表示告知过程层设备信息

6、换向信号，DLS表示为保护定值的下载信号，MS为测量信号。此方案的好处在于：　　1.1通过SBPU程序所形成的保护网，不必刻意的去对电力系统中每一个程序都严格的监控就可以实现保护装置的作用，能提高保护系统的可靠性，加强保护能力，减少所耗费的能源，特别适合在中小型低压电网未采用双重化配置的情况。　　1.2变电站继电保护装置失效后，不用立刻去现场进行更换装置，适合于无人监守的变电站。　　1.3程序中各个阶段信号的传播都采用光纤，不需要电缆的连接，工程容易简单且成本较低。　　2、数字互感器失效的可靠措施　　数字化的互感器作为数字化变电站的主要特征，通过应用高科技的感应

7、技术来对信息进行提取和分析，并以此来实现继电保护装置失效后所提供的后备SB，确保在变电器发生故障而继电保护装置没有采取任何反应时可以第一时间将消息传递给总部。根据克西霍夫电流定律：　　i1+i2+i3=0　　以图(3)所示为例：　　图(3)系统网络结构图　　在上述克西霍夫电流定律的公式中，i1为支路L1的电流，i2为支路L2的电流，i3为支路L3的电流。因此，不管任一电路发生电路短路或者电路短路故障，都可以通过电流的回量来计算总电流，从而判断是否存在差错。这样同样意味着，当某一条回路中互感器发生故障的时候，可以用其他回路的电流来间接获取故障回路中的电流。避免电路

8、短路，导致电压过高，引发