“我們把它稱為電網(wǎng)的‘貼身保鏢’，這個(gè)‘保鏢’的動(dòng)作既要準(zhǔn)、又要快。”近日，在南京舉行的全省科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，南瑞集團(tuán)電網(wǎng)應(yīng)用研發(fā)中心副主任吳通華，憑借著在大電網(wǎng)繼電保護(hù)領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，榮獲2021年度江蘇省青年科技杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。
吳通華告訴記者，繼電保護(hù)聽起來陌生，但是它與所有人的生活休戚相關(guān)。通俗的說，就是當(dāng)電力系統(tǒng)的輸電線路、變壓器等設(shè)備發(fā)生各種類型故障時(shí)，繼電保護(hù)要在故障發(fā)生的一二十毫秒內(nèi)快速識別出故障并解除，以保障電網(wǎng)和設(shè)備安全。
電網(wǎng)日趨復(fù)雜，亟須精準(zhǔn)快速辨識故障
隨著“西電東送”戰(zhàn)略的實(shí)施，清潔能源大規(guī)模開發(fā)和外送，我國逐步建成了世界上電壓等級最高、輸送距離最遠(yuǎn)、交直流混聯(lián)的特大型復(fù)雜電網(wǎng)。
大電網(wǎng)快速建設(shè)發(fā)展，電網(wǎng)故障形態(tài)也日趨復(fù)雜。隨著電網(wǎng)電壓等級不斷提升、規(guī)模和復(fù)雜度持續(xù)加大，呈現(xiàn)線路分布電容電流成倍增長、大容量變壓器勵(lì)磁涌流與故障電流波形更趨相似、故障暫態(tài)電流幅值大衰減慢等特征，多次造成了差動(dòng)保護(hù)(電流差動(dòng)保護(hù)是繼電保護(hù)中的一種保護(hù))誤動(dòng)或慢動(dòng)，導(dǎo)致電網(wǎng)事故擴(kuò)大和設(shè)備損壞，差動(dòng)保護(hù)精準(zhǔn)快速辨識故障難度愈加凸顯，面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
因此，快速、靈敏、可靠解除故障成為保障復(fù)雜電網(wǎng)安全最迫切的要求。吳通華團(tuán)隊(duì)針對復(fù)雜電網(wǎng)的繼電保護(hù)進(jìn)行了長期攻關(guān)。
一名合格的“貼身保鏢”要做到“眼觀六路、耳聽八方”，首先要正確判斷危險(xiǎn)。輸電線路的分布電容電流經(jīng)常會(huì)影響差動(dòng)保護(hù)對故障的識別。在電壓等級低、線路短的情況下，分布電容很小，可以忽略其對差動(dòng)保護(hù)的影響;但在特高壓長線上，這個(gè)問題非常嚴(yán)重。
吳通華團(tuán)隊(duì)通過長期攻關(guān)，在國際上首次提出了原理上天然不受分布電容電流影響的線路差動(dòng)保護(hù)技術(shù)，攻克了線路電容電流這個(gè)“攔路虎”，讓繼電保護(hù)裝置的靈敏度提高了1.5倍，這個(gè)技術(shù)目前為我國獨(dú)有。
突破技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新裝備用于重要工程
除了要“又準(zhǔn)又快”，提升差動(dòng)保護(hù)的可靠性也是項(xiàng)目組一直以來的研究方向。輸電線路的差動(dòng)保護(hù)，要求來回的信道延時(shí)保持一致，即要求來回的信道路由需保持一致。在我國曾因信道路由不一致發(fā)生過保護(hù)裝置不正確動(dòng)作，造成輸電線路被誤切斷的情況。
吳通華團(tuán)隊(duì)從2010年開始攻關(guān)這個(gè)難題，經(jīng)過上千次的實(shí)驗(yàn)、方案調(diào)整，終于找到了一種電氣量和通信信息協(xié)同的方法，利用這種方法不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到路由不一致的情況，而且經(jīng)過優(yōu)化算法，還可以在路由不一致時(shí)，確保保護(hù)功能始終正常運(yùn)作。
除了輸電線路，吳通華團(tuán)隊(duì)還對變壓器、母線、電抗器、調(diào)相機(jī)等重要電氣設(shè)備的保護(hù)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新，構(gòu)建了整個(gè)復(fù)雜電網(wǎng)的差動(dòng)保護(hù)體系，相關(guān)成果獲得2020年的國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制的系列繼電保護(hù)裝置已廣泛應(yīng)用于我國220千伏—1000千伏各電壓等級電網(wǎng)，涵蓋大多數(shù)特高壓交流工程、新一代調(diào)相機(jī)組工程以及川藏聯(lián)網(wǎng)、藏中聯(lián)網(wǎng)等重要工程，并拓展到軌道交通、石化、鋼鐵等多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品出口至數(shù)十個(gè)國家和地區(qū)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為我國電網(wǎng)的安全運(yùn)行、新能源的開發(fā)利用做出了貢獻(xiàn)。（記者 張 曄）
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