“我們把它稱為電網(wǎng)的‘貼身保鏢’，這個‘保鏢’的動作既要準(zhǔn)、又要快。”近日，在南京舉行的全省科技獎勵大會上，南瑞集團電網(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。
吳通華告訴記者，繼電保護聽起來陌生，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，繼電保護要在故障發(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，多次造成了差動保護(電流差動保護是繼電保護中的一種保護)誤動或慢動，導(dǎo)致電網(wǎng)事故擴大和設(shè)備損壞，差動保護精準(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。吳通華團隊針對復(fù)雜電網(wǎng)的繼電保護進(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。輸電線路的分布電容電流經(jīng)常會影響差動保護對故障的識別。在電壓等級低、線路短的情況下，分布電容很小，可以忽略其對差動保護的影響;但在特高壓長線上，這個問題非常嚴(yán)重。
吳通華團隊通過長期攻關(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保護技術(shù)，攻克了線路電容電流這個“攔路虎”，讓繼電保護裝置的靈敏度提高了1.5倍，這個技術(shù)目前為我國獨有。
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”，提升差動保護的可靠性也是項目組一直以來的研究方向。輸電線路的差動保護，要求來回的信道延時保持一致，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)生過保護裝置不正確動作，造成輸電線路被誤切斷的情況。
吳通華團隊從2010年開始攻關(guān)這個難題，經(jīng)過上千次的實驗、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時監(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，確保保護功能始終正常運作。
除了輸電線路，吳通華團隊還對變壓器、母線、電抗器、調(diào)相機等重要電氣設(shè)備的保護實現(xiàn)了多項創(chuàng)新，構(gòu)建了整個復(fù)雜電網(wǎng)的差動保護體系，相關(guān)成果獲得2020年的國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
目前，項目團隊研制的系列繼電保護裝置已廣泛應(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、鋼鐵等多個領(lǐng)域，產(chǎn)品出口至數(shù)十個國家和地區(qū)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟和社會效益，為我國電網(wǎng)的安全運行、新能源的開發(fā)利用做出了貢獻(xiàn)。（記者 張 曄）
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