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摘要:科技的进步推动了电力系统的快速发展,现代电网逐步朝着智能化、远距离传输、高压电方向迈进。变电站是电力系统实现远距离输电的重要环节,它的安全、稳定、可靠、有效运行影响重大,因此在实际工作中我们会运用大量的继电保护和测量设备来保障变电站的安全运行。然而变电站本身复杂的电磁环境以及其他因素的影响,一次系统在正常运行或者发生故障时均有可能对二次系统产生干扰,从而影响二次系统的正常工作。而继电保护设备作为二次系统的核心,对电磁的抗干扰能力较差,必须采用一定的接地技术方案来确保继电保护设备的安全运行。
关键词:变电站;继电保护;二次系统;接地技术
1继电保护概述
继电保护的原理主要体现在以下几个方面。一方面是电路出现故障的时候,绝大部分情况下都会发生电流突然下降、电压突然上升或者是电压、电流之间相位角出现改变的问题。继电保护系统能够抓住这方面的改变。另一方面通过利用电网正常情况下以及发生故障时各种物理量之间的不同,来做到电网的保护,避免电流过低过高、电压过高过低、电流电压的相位角不够正常,温度上升以及电压电流比值不够正常等问题的出现。一旦接收到非正常信号,就会生成继电保护动作,非正常问题程度越是明显,跳闸速度也就越快,从而在最短的时间内避免事故发展。
电力系统在安全防护过程当中,需要树立防范为主的理念,重大事故发生之后采取补救的措施往往是为时已晚,因此需要加强安全维护。在电网发生设备故障甚至影响到安全运行的情况下,例如出现两相短路、三相短路或者是单相接地等问题的时候,继电保护能够及时跳闸从而使得被保护设备的能够从电网当中脱离,防止事故进一步恶化。电网运行环节,要是发生非正常的问题或者是设备故障,继电保护同样能够提出警告,从而尽快加以维护,确保电网系统能够恢复正常运行,各个变电站可以正常工作。可以说继电保护对提高电力系统智能化、自动化以及工业生产控制都有着不容忽视的重要价值。
2变电站继电保护二次系统接地的原因及意义
现代化的变电站电网电压等级逐渐升高,容量逐步扩大,对负责一级系统监控、测量等工作的二次系统的技术水平要求也不断升高,二次系统也随之愈加智能化、信息化和微机化。早期的电磁型继电保护设备,在利用计算机技术和通信技术的基础上,已经转变为能够自动实现监控和保护的综合化微机型系统,大大提高了变电站运行的稳定性和安全性。与此同时,综合化、自动化、集成化的系统对电磁环境的要求也更加苛刻。然而包括一次系统设备正常运行、系统短路故障、隔离开关操作、雷击等因素均有可能对二次系统继电保护设备的安全运行产生干扰,引发设备误动、数据失真、监控失常等诸多问题,因此研究变电站继电保护二次系统的抗干扰方法意义重大。
目前,对于变电站继电保护二次系统的抗干扰的研究主要包括两种途径:一是加强二次系统设备自身的抗干扰能力研究,用技术革新的方式增强继电保护设备的抗干扰能力;二是在变电站内部设备安装设计、管理模式方面实现创新,为二次系统提供一个能够保障安全运行的电磁环境。而在电力系统的正常生产运行过程中,合理的采用接地手段就是一种有效的提供保障安全运行的电磁环境的方法。接地是指将电力系统的电力设备的部分采用专门的线路与大地相连,常见的接地种类包括工作接地、防雷接地、安全接地三种。可靠、合理的接地可以有效降低一次设备的绝缘水平、减少系统设备的故障频率、保护电气设备免受雷击的伤害,对变电站设备的安全运行来说必不可少。
3变电站继电保护二次系统接地技术方案
变电站继电保护二次系统接地技术共有三种基本类型,分别是工作接地技术、雷电接地技术和安全接地技术,下面对变电站继电保护二次系统接地技术方案中的具体设备和技术类型分别进行分析。
3.1接地设备概述
接地本身是一种电气连接过程,其连接的对象分别是电气设备和地面,将电网系统中的电气设备局部与地面连接在一起,从而保证电气设备的稳定运行,进而保护电网系统的安全。接地设备主要包括两部分组成,分别是接地线路和接地体,在实践过程中加强对接地设备的规范性使用可以避免电气设备释放危险的电力,从而保证人们的生命安全。
一般意义上的安全接地主要是实现电气设备的外壳与地面的连接过程,此外还包括工作接地技术和雷电接地技术等,下面对其中的设计要点进行一一论述。
3.2工作接地技术方案
工作接地技术,顾名思义是为了保障电力工作的顺利开展而进行的接地技术,通过工作接地技术可以实现特定电气设备的稳定运行。在实施工作接地技术过程中需要注意以下基本要点:首先,根据具体设备的运行需求选择接地重点。一般情况下的接地重点可以选在发电机的输出端和电压器的低压端处,通过金属连接完成其与接地装置的连接。直流24V(-)和48N(+)在工作接地的设计过程中没有对应的电源设备,因此工作接地技术本身并不是完善的。
其次,作为工作接地的重要组成,在进行屏蔽接地的过程中需要注意点位接线的外露,从而避免其与其它接地系统的交互式连接。最后,工作接地的维护是必不可少的,其不仅表现在对事故状态下的维护,同时还要对正常工作状态下的工作接地进行维护。在保证工作接地技术设计有效的基础上,加强对其的维护作用,有利于保障变电站输电设备的稳定安全运行。
3.3雷电接地技术方案
作为危机电网系统安全的主要自然灾害,雷电引发的电网事故屡见不鲜。因此,为了减少其对电网系统的危害,要保证雷电接地技术的设计质量,采取详细完善的设计方案。在实地设计之前,首要要分析雷电对电网系统的作用过程和影响形式,即其以一种非正常电力干扰的形式作用于电网系统的一次回路当中。此外,当变电站二次系统受到电磁感应干扰以后,这种干扰信号会通过电线路侵入到二次系统的电子元件和设备当中,从而使二次系统产生重大故障。
雷电接地技术主要包括提高抗震击效果的接闪器,例如避雷针和避雷线等,引下线和接地线装置等。在避雷装置的选择过程中,需要结合变电站具体的环境特点以及变压器和电力设备的伏秒特性,从而使得雷电接地技术可以表达出较好的抗雷击效果,减少雷击造成的电力系统损失和事故。
3.4安全接地方案
安全接地是指对电力设施外壳同大地之间连接,让电气设备的外漏电流能够沿着线路流到大地,避免电气设备给动物以及人体造成伤害,保证动物以及人体安全。安全接地设备在电压方面,主要受电气设备电阻因素的影响。安全接地设备需要确保电气设备生成的电压以及人体电阻之间形成电流,低于人体安全电流的上限,这样一来就能够发挥保护人体的效果。很多经济发展比较落后的地区,为了确保用电设备可以安全用电,都做到了接地保护以及接零保护,但是并没有防范漏电这一问题。人们需要高度重视这方面的问题。电气设备接地保护,在缺乏保护的情况下,电压以及人体当中电阻能够形成的电流要远远超过安全电流的范围,这样一来就很有可能发生触电事故。变电站当中的接地系统也需要遵循相关标准的规定,从而确保接地设备可以发挥保护电力设备以及人体安全的功能。
结束语:
变电站是电力系统实现远距离输电的关键环节,它的安全稳定运行与否关系重大,尤其是现代电力系统的电压等级不断升高,对变电站继电保护设备的抗干扰能力提出了更高的要求。考虑到变电站内众多的电气设备、复杂的电磁环境,采用合理的接地技术是保障二次系统设备正常运行的有效途径。
参考文献:
[1]冯亚东,李彦,王松,等.IEC61850-9-2点对点采样值传输在继电保护中的实现与应用[J].电力系统自动化,2015,36(2):82-85.
[2]贾巍,曹津平,李伟.数字化变电站中过程层的技术研究[J].电力自动化设备,2014,28(10):71-74.
[3]胡春潮,蔡泽祥,竹之涵.提高数字化变电站关键报文传输可靠性方法研究[J].电力系统保护与控制,2015,39(9):91-96.
[4]李文正,李宝伟,倪传坤,等.智能变电站光纤差动保护同步方案研究[J].电力系统保护与控制,2014,40(16):136-140.