“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?！苯?，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(tīng)起來(lái)陌生，但是它與所有人的生活休戚相關(guān)。通俗的說(shuō)，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(shí)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(shí)故障

隨著“西電東送”戰(zhàn)略的實(shí)施，清潔能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)和外送，我國(guó)逐步建成了世界上電壓等級(jí)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(jí)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(zhǎng)、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(shí)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(duì)復(fù)雜電網(wǎng)的繼電保護(hù)進(jìn)行了長(zhǎng)期攻關(guān)。

一名合格的“貼身保鏢”要做到“眼觀六路、耳聽(tīng)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(duì)故障的識(shí)別。在電壓等級(jí)低、線路短的情況下，分布電容很小，可以忽略其對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響；但在特高壓長(zhǎng)線上，這個(gè)問(wèn)題非常嚴(yán)重。

吳通華團(tuán)隊(duì)通過(guò)長(zhǎng)期攻關(guān)，在國(guó)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(guó)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(lái)的研究方向。輸電線路的差動(dòng)保護(hù)，要求來(lái)回的信道延時(shí)保持一致，即要求來(lái)回的信道路由需保持一致。在我國(guó)曾因信道路由不一致發(fā)生過(guò)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(kāi)始攻關(guān)這個(gè)難題，經(jīng)過(guò)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(cè)到路由不一致的情況，而且經(jīng)過(guò)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(duì)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(guó)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(guó)220千伏—1000千伏各電壓等級(jí)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(guó)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(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行、新能源的開(kāi)發(fā)利用做出了貢獻(xiàn)。

張 曄