簡析智能變電站繼電保護及自動化系統

鄭同偉

【摘 要】智能變電站繼電保護及自動化系統的應用，提高電力整體運行水平，是現代化電力系統發展的必然趨勢。智能變電站可以形成智能化的管理平臺，提升電力調度的整體水平。本文主要對智能變電站繼電保護及自動化系統進行分析。

【關鍵詞】智能變電站；繼電保護；自動化；變電站

電力是當前人類社會發展中最重要的能源之一，因此世界各國一直沒有停止對電力系統的研發，希望能夠更好的提高電力系統運行的可靠性和穩定性。在電力系統中，變電站是其中最主要的組成部分之一，實現其運行的智能化和自動化也是當前電力系統發展中的重要目標。

一、繼電保護與自動化裝置的工作特點

當相關的電力系統發生了一些故障之時，諸如線路過載運行或者說是設備短路這些情況，那么就一定要保障繼電保護裝置的可靠性，這么做的目的是為了將一些相應的信號能夠及時的發出去，這樣就可以在對其他的一些電氣設備進行操作的時候就還能夠對故障進行有效的切除，但是對于電力系統來說，出現故障的概率還是比較小的，所以繼電保護裝置的動作一般不會頻率很高，在實際情況中，我們將故障分成兩種，第一種叫做拒動故障，第二種叫做誤動故障，其中拒動故障指的是，電力系統發生故障的時候，機電保護裝置沒有辦法執行及時有效的動作，從而將故障點進行切除，這樣出現的后果就是電力系統很有可能因此而崩潰；而后者也就是說故障的原因是出自繼電保護裝置本身的特性問題，或者說日常的運行受到了外界的干擾因素影響而發出了不該發出的動作。所以對于自動化裝置來說，最主要的作用就是對系統中各種運行參數進行嚴格的監督和一定的控制，一般而言，自動化裝置故障就表現為：主要的運行參數沒有辦法準確的測量，傳輸與控制也得不到保障。

二、智能變電站繼電保護及自動化系統的功能

（一）線路保護配置

對于線路保護配置來說，最重要的是需要采用不同的4種方式進行保護：1）集中式；2）后背式；3）通信監視；4）測量。這幾種方式在實際的工作中可以相互備用，相互合作。這樣一旦線路在使用的過程中出現了問題，這兩種方式便可以迅速的發現問題并解決問題，對人們在生活中所使用的電路進行保護。線路保護配置在使用的過程中不僅僅可以直接的保護電力和線路的應用，通信監視主要的作用就是線路在日常的工作中一旦出現了問題，便可以由線路保護裝置來對人們進行提醒，這樣人們接到提醒之后便會對問題進行修理，以免影響電力系統的正常運行。

（二）監測技術

監測技術同樣是智能變電站繼電保護自動化中的重要組成部分，同時也是其繼電保護的一項新功能，其目的是為繼電保護提供另外一層保障。監測技術對象為智能變電站繼電保護的運行情況。利用監測技術能夠監測具體變電站設備或元件的故障信息，在繼電保護系統正常動作時發揮輔助監督作用，一旦繼電保護系統出現誤動或拒動等失誤動作時，監測技術則起到撥亂反正的作用，不僅能反饋信息，還能將所有的故障信息傳送給變電站調度中心，調度中心依據此主動指導變電站運行，從而確保智能變電站按照規范，順利運行。綜上也進一步展現智能變電站繼電保護自動化的優勢。

（三）接地保護

電力系統的線路不同，接地方式也不同，依照電流大小可分為大電流接地和小電流接地。大電流接地接地在電力系統運行過程中，如果線路出現故障，自動化繼電保護技術可以及時識別，并在第一時間切斷線路，進而對電力系統進行保護；而小電流接地在電力系統的運行過程中，利用自動化繼電保護技術可將保護信號主動發送，如果電路在接入小電流接地系統時出現了故障，接地系統將會自動發出警告信號，而此時線路還會持續運行。在自動化繼電保護系統中，執行系統是大電流接地系統運行的重要功能，邏輯層使小電流接地系統中的重要功能。在正常運行的電力系統中不存在零序電壓，而三項電壓則是主要分布點，如果在三項電壓中連接電壓表，電壓將會獨立顯示出來，一旦電力系統發生異常，其中一相處于接地狀態，零序電壓將在電力系統中顯現出來。這時警告信息會通過小電流繼電保護系統被發送，這時只要觀察電壓讀數表便可判斷故障。

（四）發電機繼電保護

常見的發電機故障多為定子組匝間短路，當短路發生的時候，該發電機組區域的溫度常常會出現過高的情況，這種高溫會造成發電機的絕緣層出現損壞，使得發電機的生產與運作受到極大的負面影響，并不利于發電機正常運行。當電力系統發電機發生失磁故障時，在定子繞組中安置的保護匝間裝置能夠有效避免匝間出現短路狀況，繼電保護裝置能夠與發電機中性點、相位以及電流進行結合，從而對發電機實現保護作用。另外，當發電機出現故障時，即發電機在單相接地的過程中，其電流出現了規定值超標的現象時，電力系統可通過安裝接地裝置，對發電機進行保護。

三、提高變電站繼電保護及自動系統運行水平的有效措施

（一）改進現有技術

相關的電力系統傳輸人員，在進行電力系統的傳輸構建中，還應該注重電力系統傳輸中的技術應用改進，保障在技術應用的改進過程中，能夠提升電力系統繼電保護裝置的應用效果。比如，在電力系統繼電保護裝置的控制實施過程中，為了能夠提升整體的電力傳輸架設效果，相關的電力傳輸人員，在進行技術改進措施的實施中，首先應該按照母線傳輸改進技術的實施原則，對母線傳輸電壓改進實施保護措施，將母線保護控制好。并且在保護裝置的控制實施過程中，將多功能集成PMH-42/13母差值固定在統一的范圍內，降低信號的傳輸影響因素，實現電力傳輸系統技術控制效果提升。

（二）提高繼電保護的可靠性

冗余設計和優化措施。要想提高繼電保護的可靠性，首先可以考慮的方法就是硬件冗余，這可以實現繼電保護容錯的相關設計需求。容錯技術指的就是在裝置當中在運行過程中基石出現了某些不明的故障，系統仍然不會崩潰，整體表現出來的影響也不會很大。硬件冗余對于改善拒動率和可用度這些指標非常有幫助。其次，提高繼電保護裝置的可靠性。在繼電保護裝置運行的管理過程當中，必須要合理的計算各項可靠性的指標，當計算繼電保護裝置運行的正確率的時候，區外的故障的不正確動作也可以包含在內。另外，不能忽略輔助裝置的可靠性管理，他對整個繼電保護裝置的安全也有很大的影響。

（三）安裝調試的規范性

繼電保護裝置包括有測量表計、直流系統、后臺監控等，其安裝調試過程應從明確責任與分工開始，在完成數據錄入、數據庫建設、設備聯合調試、檢查校驗等工作的基礎上，按照裝置邏輯回路來逐一排查故障并采取有效措施進行改進。比如：發現裝置存在防潮、防干擾性能差和運行效率低等問題時，可將電纜屏蔽層的兩端接地，并對二次回路和網絡線安裝避雷器，對直流電源加設濾波設備，從而通過調節變電站控制室溫度來解決問題。

四、結語

總之，電力系統及其自動化已經成為電力行業發展的重要趨勢，并引領其向著更好的方向發展。因此，探究電力系統及其自動化和繼電保護的關系，不斷探究新的措施和手段提升電力系統自動化水平，保證變電站及其他組成部分的穩定運行，科學應用繼電保護裝置自動化系統，為電力事業的健康發展提供可靠的技術支持。

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