談地區電網繼電保護安全自動化

幺乃鵬

【摘 要】地區電網的建設與運行管理很大程度上依賴于繼電保護技術的應用與保護系統的建設。隨著繼電保護技術與自動化智能控制系統的日漸成熟，地區電網繼電保護安全自動化程度越來越高。本文介紹了繼電保護安全自動化系統功能與實際應用，結合案例分析了繼電保護安全自動化發展與應用中的主要問題，并提出了繼電保護安全自動化發展方向，認為地方電網繼電保護中應加強技術協調管理、強化微機繼電保護、緊跟變電站數字化發展、促進繼電保護標準化。

【關鍵詞】地區電網 繼電保護 安全 自動化

【中圖分類號】TM774 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0337-02

一、繼電保護安全自動化系統功能與應用

（一）繼電保護安全自動化系統功能

對電網中錄波器接口進行日常運行管理與故障處理。由于電網中的錄波器接口直接與各個廠家相連，對錄波器接口及數據處理功能的保護就是對各個廠家的保護。當錄波器數據處理過程出現異常時，自動化的繼電保護系統能夠及時接受異常報告并及時處理，接受事故報告并準確分析。

管理控制電網主站接口，隨時監控電網中的裝置運行狀況，并將系統運行中的裝置運行情況、運行信息傳送至主站。

總之，繼電保護安全自動化系統的建設與應用是全面優化電網運行自動化、推動智能化電網建設的關鍵途徑。

（二）繼電保護安全自動化應用

1、繼電保護裝置狀態檢修

安全自動化保護系統可對繼電保護裝置日常運行過程中的信息、產生的數據、裝置運行狀況進行實時監控與分析，以防止繼電保護裝置發生誤動：安全自動化的自動保護系統中的微機能隨時實施保護裝置檢測與監控功能，并能在發現異常時及時發出預警報告、及時準確處理故障；對繼電保護中合閘加速、重合閘啟動、通訊設備的信號收發等多種保護動作的開入量進行全面監控和調節，以維護保護系統及保護裝置正常運行；通過對保護裝置中交流回路、采樣回路的運行信息進行全方位監測，準確判斷統一CT的兩套保護采樣值及不同PT對相同故障的采樣值是否一致以隨時監測系統中PT與CT兩點接地及繼電保護裝置交流輸入回路實際狀況并及時進行分析處理。

2、繼電保護裝置的應用

地區電網的繼電保護安全自動化系統中的繼電保護裝置主要是集成型與微機型的組合體，當前以集成型繼電保護裝置最多，高壓電網的繼電保護裝置主要是微機型。目前，繼北等地已實現了微機繼電保護裝置的大面積使用和推廣，中低壓電網中的微機型繼電保護裝置使用率正逐步提升，總體呈現高壓電網全部覆蓋微機繼電保護裝置、中低壓電網基本實現微機繼電保護的趨勢。

3、繼電保護裝置與系統運行的協調

安全自動化的繼電保護裝置有效縮短了繼電保護距離，延長了動作保護時間；增強繼電保護裝置與電網系統運行的協調性；通過對調度端服務器進行故障計算、繼電保護定制進行綜合分析，并從EMS系統獲取保護系統一次設備實際運行信息，準確判斷繼電保護裝置定值準確性。

4、電網故障定位與分析

繼電保護安全自動化系統能夠通過對EMS系統中系統故障前一次運行信息數據還原分析、準確收集系統故障前后設備參數、互感數據、線路平行狀況等數據信息，并于收到故障信號之后立即向線路兩端客戶機發出信號，全面搜集故障錄波器等處的報告信息、上傳至總服務器，快速搜集最多的系統故障信息、更準確地分析整個電網系統運行中的故障原因、進行故障定位。

5、事故分析與恢復輔助決策

在電網系統發生故障后，繼電保護安全自動化系統盡快搜集故障前后設備參數、互感數據、線路平行狀況等數據信息，對搜集到的數據信息進行準確計算分析，并快速匹配相應的處理方案，增強對電網系統中繼電保護裝置的綜合控制，防止保護誤動發生、并將系統產生的輔助決策快速傳遞至服務器與保護裝置處，指導保護裝置準確、及時作出反應。

繼電保護安全自動化的發展與應用主要體現于裝置調控與狀態檢修、智能化的故障定位、恢復決策等方面，是推動智能化電網建設的重要措施。

二、繼電保護安全自動化主要問題與優化

（一）繼電保護安全自動化主要問題

1、繼電保護安全自動化協調管理

當前的繼電保護安全自動化系統應用中的協調管理問題主要體現在繼電保護裝置、技術與電網系統結構、系統一次設備之間的協調問題之上。

以繼北電網部分地區為例，當地的220kV變電站相當密集，而線路平均長度較短、連接結構相對復雜，制約了繼電保護裝置不同層級之間的協調與控制，威脅電網系統整體運行安全；近年來電網建設與發展速度不斷加快，繼電保護裝置設備及相應技術難以適應電網系統結構的調整步伐，導致繼電保護系統與電網系統實際運行狀況不符。

2、繼電保護自動化安全問題

盡管很多地區電網系統積極優化集成型繼電保護自動控制系統、發展微機型繼電保護自動控制技術，但電網實際運行中的繼電保護工作仍受很多不確定因素影響，保護設備頻頻出現保護誤動狀況。問題產生的主因是地區繼電保護裝置集成度不足、繼電保護安全信息系統建設與運行管理不合理、保護裝置整體協調性與應用程度不高。

3、通道建設問題

我國很多地區電網系統存在不同程度的光纖通道建設障礙，直接制約了光纖分相電流差動保護工作，光纖通道建設滯后的區域只得使用高頻保護勉強代替，同時難以實現微機高頻繼電保護，為電網運行埋下了隱患。

（二）繼電保護安全自動化優化措施

1、優化繼電主保護、簡化后備自動化保護

地區電網機電保護安全自動化系統應著重強化系統主保護裝置與技術，刪減不必要的后備保護技術與裝置，確保電網線路裝置與技術的良好配比與靈敏度。最終使整個電網系統中的結構合理化、清晰化，層次與區域更加科學化。

2、強化微機繼電保護

很多地區當前的中低壓線路仍大面積采用集成型或更低層的繼電保護裝置與技術，甚至高壓線路還未能推廣微機繼電保護裝置。這些地區應認識到微機繼電保護對電網正常、高效運行的關鍵性，著重發展高壓線路微機繼電保護，在保障高壓線路微機保護的基礎上，加強中低壓電網系統微機繼電保護。

3、緊跟變電站數字化發展

地方電網管理部門應認識到變電站數字化發展對電網繼電保護建設的影響，緊跟變電站數字化發展步伐，加強計算機系統及現代化信息技術的引入與應用，加強繼電保護系統與測控系統等的協調性，保障繼電保護安全自動化與變電站數字化的適應與協調，實現變電站數字化與繼電保護安全自動化兩者的相互促進，推動智能化電網建設。

4、繼電保護標準化

針對繼電保護安全自動化系統中各層級、各分區裝置與技術之間不協調的問題，地區電網管理部門應重視繼電保護的標準化建設，對繼電保護安全自動化系統中的信息報告搜集、數據信息計算分析、處理方案的自動匹配及故障處理決策的產生與傳遞等不同方面的工作制定合理、統一的標準，輔助繼電保護安全自動化的順利建設與推廣，有效降低繼電保護誤動頻率。

三、結束語

地區電網的建設與運行管理工作關鍵是繼電保護工作，隨著繼電保護裝置的不斷涌現、相關控制技術的更新換代，電網繼電保護安全自動化發展有了越來越多的繼電保護裝置、技術、系統支持。當前，地區電網繼電保護安全自動化進程中主要存在協調管理、安全、裝置、通道建設等方面的問題，地方電網繼電保護中應加強技術協調管理、強化微機繼電保護、緊跟變電站數字化發展、促進繼電保護標準化與智能化發展。

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