繼電保護用于電力系統自動化改造

竇 坤

（陜西省天然氣股份有限公司延安分公司 陜西延安）

1.概述

隨著計算機自動化技術的發展，為提高電力系統中的繼電保護裝置的性能和可靠性，繼電保護裝置引入了計算機自動化技術，即繼電保護自動化裝置。繼電保護裝置的自動化大大提高了其可靠性，能夠有效的保證電力系統安全穩定的運行。下文將圍繞自動化裝置展開探討，具體的分析說明自動化裝置相比與傳統裝置的優勢和不足，以及繼電保護裝置的運行方式和應用范圍，幫助了解自動化裝置。

2.繼電保護自動化裝置的運行特點

當電力系統出現故障時，如發生短路或者過載運行，繼電保護裝置必須能及時的傳遞出各種信號，同時還能控制系統中的其他設備和裝置降低故障的波及范圍，或者切除故障。正常情況下，電力系統很少會發生故障，所以繼電保護裝置發揮作用的時候不會太多。一般情況下，繼電保護裝置故障主要有兩種基本形式，分別為拒動故障和誤動。拒動故障是指即在電力系統出現故障時，繼電保護裝置沒有發揮作用，沒能及時的發出故障的信號，也沒有及時的切除故障，即沒能有效地保證電力系統安全穩定運行；誤動就是指當電力系統在正常運行時，繼電保護裝置卻發出了報錯的信號和錯誤動作。而自動化裝置相比于舊的繼電保護裝置，該設備能夠實時監測、控制電力系統的各種設備的運行參數，還能實現遠程控制的功能，因此是一種長期帶電工作的設備。

3.電力系統自動化改造的趨勢

電力系統是由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。電力系統可以將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為了滿足城市現代化建設發展的需要，對電力系統實施自動化改造是必不可少的，其改造的主要趨勢包括以下內容。

（1）功能多樣化。傳統電力系統的重點功能集中于發電、變電、輸電，在傳輸期間對電能值大小的轉換缺乏足夠的監測功能。電力系統自動化改造之后，系統功能日趨多樣化，電壓轉變、電能分配、用電調控等功能均會得到明顯的改善，符合了系統高負荷運行狀態的操作要求。

（2）結構簡單化。結構問題是阻礙電力系統功能發揮的一大因素，多種設備連接于系統導致操作人員的調控質量下降，調控環節增加，部分設備在系統運行時發揮不了應有的作用。系統自動化改造后結構得到了充分的簡化，且功能也明顯優越于傳統模式，促進了電力行業的持續發展。

（3）設備智能化。電力設備是系統發揮作用的載體，電廠發電、輸電、變電等各個環節都要依賴于設備運行。早期人工操控設備的效率較低，自動化改造之后可利用計算機作為控制中心，利用程序代碼指導電力設備操作，智能化執行設備命令，以逐漸提升作業效率，提高生產運行安全。

（4）操控一體化。當電力系統設備實現智能化之后，系統操控的一體化便成為現實。如：機械一體化、機電一體化、人機一體化等模式，都是電力系統自動化改造的發展趨勢。電力系統一體化操控“省力、省時、省錢”，也為后期繼電保護裝置的安裝運用創造了有利的條件。

4.繼電保護運用于自動化改造

除了對原始電能進行調控處理外，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、經濟、優質的電能。為了保證電力系統在穩定可靠的環境下運行，添加繼電保護裝置是必不可少的，其對電力系統具有多方面功能。

（1）針對性。由于電力系統自動化改造屬于技術改造范疇，需要對系統潛在的故障問題檢測處理。繼電保護具有針對性的處理功能，可根據系統不同的故障形式采取針對性的處理方案。如：電力設備出現短路問題，繼電保護可立刻把設備從故障區域隔離；線路保護拒動作時，繼電保護可將線路故障切除，具有針對性的故障防御處理功能。

（2）穩定性。繼電保護對電力系統的穩定性作用顯著，特別是在故障發生之后可維持系統的穩定運行，以免故障對設備造成的損壞更大。良好的運行環境是設備功能發揮的前提條件，如：繼電保護裝置能快速地切除故障，減短了設備及用戶在高電流、低電壓運行的時間。通過模擬仿真，保證了系統在故障狀態下的穩定運行，防止系統中斷引起的損壞。

（3）可靠性。對電力系統實施自動化改造的根本目的是滿足廣大用戶的用電需求，系統能否可靠地運行也決定了用戶或設備的用電質量。繼電保護裝置的運用為系統可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，強大的故障處理功能保障了人員、設備的安全；效率方面，多功能的監測方式可及時發現異常信號，提醒技術人員調整系統結構。

5.繼電保護運用維護

（1）加強運行操作人員的現場培訓。運行人員的業務素質和對新設備的熟悉程度，將直接關系到設備的運行維護質量。運行人員應在設備投運前.熟悉變電站的運行方式、主接線情況，學會使用操作微機裝置，并經嚴格考核后方可擔任運行維護工作。

（2）某1100 kV變電站在高溫酷暑期間，因空調未開，某微機裝置過于密封而導致局部發熱燒損。因此，應加強設備巡視，積累運行經驗。在氣候惡劣、氣溫異常時，要合理調節現場工作環境（如啟用加熱器除濕、開空調降溫等），維護微機設備在健康運行狀態。

（3）完善遠方后臺裝置的遙控、遙測、遙信、遙調功能。全天候監視設備的運行狀態。做好各種事故預想，能正確分析后臺信號，判斷故障情況。

（4）建議將GPS衛星對時及故障錄波裝置列人日常巡視的重點項目。確保電力系統故障情況能隨時記錄，便于分析處理。

（5）許多變電站綜合自動化改造后，其保護、控制、信號、電磁鎖電源均統一為220 V直流電源，使室外設備的直流回路增加了。因此，要做好室外二次回路的維護工作，減少發生直流接地故障的可能。

6.檢修技改

（1）按照電網公司《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求，對繼電保護設備進行檢驗。在定期檢驗工作中，要從各種零散的數據記錄中得出一些共性的結論，有針對性地做好繼電保護工作。高質量完成校驗工作，禁止校驗超周期、省項目和簡化項目。在微機裝置的周期檢驗中，應著重加強檢查裝置的模擬量輸人、開關量輸人、傳動回路、接線牢固性。做到“應修必修，修必修好”，建議依據設備檢修質量對工作負責人實施獎懲掛鉤制度。

（2）建議規范繼保裝置或繼電器的使用年限，對超期運行、仍正常工作的設備。作退役更新處理，減少設備故障發生率。確保電網穩定。

（3）建議規范測量、數據通信、網絡線等設備的周期性檢驗制度，確保繼電保護及其相關設備安全穩定運行，發揮綜合自動化變電站的高水平運行狀態。

（4）按照繼電保護要求，完成設備的反事故技術措施，消除設備故障隱患。堅持繼電保護24 h消缺制度，設備發生故障，要隨呼隨到。趕赴現場處理，盡快修復，縮短設備停電時間。

7.結論

綜上所言，繼電保護自動化改造對電力系統的故障防御優勢明顯，可在故障發生時有效保護系統連接的設備及線路，未來系統自動化改造期間應積極采用繼電保護方案。但電力企業在選擇繼電保護裝置時應綜合考慮保護功能的強弱，把裝置安裝在合適的位置以發揮最大的保護作用，促進電力系統長期、穩定、可靠地運行。