變電站繼電保護的特點分析

許 偉

（國網浙江象山縣供電公司，浙江 寧波315700）

0 引言

電力系統(tǒng)繼電保護隨著電力工程的顯著發(fā)展而逐漸成為一門新興的實用學科。繼電保護作為一種反事故自動化綜合裝置，以其能維護電力系統(tǒng)安全性的良好性能而被廣泛應用于各地的變配電站中。下面本文將具體對變電站繼電保護展開詳細的分析，首先，對變電站繼電保護進行系統(tǒng)概述，其次，對變電站繼電保護的特點進行分析，以期能促進繼電保護自動化系統(tǒng)取得更加卓越的發(fā)展，為電力系統(tǒng)提供更為可靠安全的保障。

1 變電站繼電保護概述

1.1 變電站的繼電保護措施

當前最先進的變電站繼電保護是一套綜合了計算機網絡技術和通信技術的綜合性反事故自動化裝置。繼電保護的發(fā)展大體經歷了4個階段，分別是晶體管保護階段、集成電路保護階段、微機型保護階段和網絡化保護階段，每個階段的繼電保護內核裝置不同且呈現出逐漸升級的趨勢。到目前為止，最為先進且應用范圍最廣的是網絡化的繼電保護系統(tǒng)。它融合了計算機網絡技術和先進的通信技術，將繼電保護裝置與快切裝置統(tǒng)一于電力系統(tǒng)的保護之中。變電站的繼電保護措施分為分階段處理措施、分析處理措施和電位變化處理措施。分階段處理措施是指對電力系統(tǒng)進行分階段監(jiān)測，確保高頻保護接收／發(fā)送機的正常運行、通道處于開通狀態(tài)、通信電纜良好、有線傳輸信號通道暢通。分析處理法和電位變化處理法這2種方法都是用來確定故障部位的，前者是通過系統(tǒng)自動跳閘與合閘時間的吻合來排查故障部位，后者是根據二次回路各個節(jié)點上的電壓和電位變化情況來排查故障部位。

1.2 變電站繼電保護系統(tǒng)的組成部分

變電站繼電保護系統(tǒng)主要有3個組成部分，分別是間隔層、網絡層、操作層。3個組成部分所肩負的職能是不同的，下面具體介紹每個組成部分的工作原理，并分析它們各自的特點：

（1）間隔層裝置是用來直接保護被控對象的，應根據主變、發(fā)電機、線路、電容器等一次設備的不同電壓等級、運行方式選用不同的保護裝置。現在變電站繼電保護實現的具體方式是按照系統(tǒng)運行的不同情形選用不同的保護裝置，例如對于變電站主變壓器，應安裝一個專門提供差動保護、后備保護、非電量保護的裝置，這些功能配合在一起實現對電力系統(tǒng)的保護。

（2）網絡層主要是將計算機網絡技術與通信技術綜合起來形成一套完整的網絡保護系統(tǒng)，網絡層的硬件主要包括網線、網絡接口、中繼器等，并依靠通信軟件來實現數據端對端或廣播式的發(fā)送／接收以及數據的自動校驗和自動糾錯。實際運行的網絡具有極強的實時性，且通常采用雙網結構，并增加平衡網絡負載的功能。

（3）操作層是操作人員和保護系統(tǒng)的交互層，它能提供觀察、控制界面和報警、故障錄波、對遠方設備的遙控等功能。

2 變電站繼電保護的特點分析

變電站繼電保護的主要任務是提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性，保證電力系統(tǒng)的安全運行。變電站繼電保護在裝置應用與技術演進方面均有顯著的特點，下面具體分析：

2.1 變電站繼電保護在裝置應用方面的特點

變電站繼電保護裝置主要是利用自身的繼電器，在設備發(fā)生故障時，通過設備的自動控制系統(tǒng)及時采取跳閘或發(fā)信號的方式，實現系統(tǒng)的及時斷電，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定地輸送電流。變電站繼電保護作為一種綜合性的自動化開環(huán)控制系統(tǒng)，分為測量、邏輯、執(zhí)行3個部分，這3個部分通過緊密的聯系完成故障排查、處理、解決的全過程。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)電路上的電壓、電流都會呈現不正常狀態(tài)，線路中的相位角以及阻抗都會發(fā)生顯著變化，繼電保護裝置能依據自身的靈敏性、選擇性快速判斷出被保護元件是否處于正常狀態(tài)，并判斷出故障所在部位。測量過程的主要任務是根據物理參數與給定值是否保持一致來判斷是否要啟動保護裝置。邏輯部分的主要任務是根據檢測的邏輯順序逐步確定出故障發(fā)生的范圍、類型，然后結合判斷出來的具體情況選擇保護方式，要么選擇跳閘，要么選擇發(fā)送指令信號。執(zhí)行部分的主要任務是按照發(fā)出的指令信號來執(zhí)行具體的操作，繼電保護通過跳閘或者發(fā)信號來實現保護。從這個意義上說，電力系統(tǒng)的繼電保護裝置屬于一種在線、開環(huán)的控制系統(tǒng)。

2.2 變電站繼電保護在技術演進方面的特點

變電站繼電保護如今已朝著數字化、自動化的方向發(fā)展，經過一系列的技術革新，繼電保護對計算機技術和網絡技術變得更加依賴。繼電保護系統(tǒng)在速度、準確性、穩(wěn)定性上的要求是非常嚴格的，因此，良好的技術支撐是實現電力系統(tǒng)繼電保護的重要保障。首先，對于繼電保護的內部裝置而言，計算機技術和數字信號處理技術為其更好地實現數字化控制和自動化操作提供了技術保障。其次，對于信息的傳遞和資源的共享而言，其主要是依靠網絡信息技術和通信技術的支撐得以實現，這2項技術也是繼電保護自動化裝置得以實現自動化控制的一個非常重要的前提和基礎。最后，對于繼電保護裝置的通信而言，其主要是依賴光纖通訊技術，電壓、電流互感器之間的光纖通訊為繼電保護高效地發(fā)揮作用提供了便利。電纜連接方式以及轉換電路的進一步優(yōu)化，推動了繼電保護裝置運行速度的快速發(fā)展。

3 結語

變電站繼電保護作為現代化的綜合性自動化控制系統(tǒng)，經過較長時間的發(fā)展如今已經基本實現了自動化與數字化。變電站繼電保護裝置對于速度、準確性、穩(wěn)定性的要求非常嚴格，安全可靠的繼電保護裝置對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的意義。本文首先對變電站繼電保護進行了概述，具體包括變電站繼電保護的措施與繼電保護系統(tǒng)的組成部分，然后在此基礎上分析了變電站繼電保護在裝置應用與技術演進方面的特點，希望能夠促進電力系統(tǒng)的安全運行，保證電力事業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

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