繼電保護在自動化變電站中的運行及維護研究

朱 玉，楊建明，唐新宇

（南昌科晨電力試驗研究有限公司，江西 南昌 330000）

人們的電量需求日益增加，用電安全在這時就顯得十分重要，具體表現在電力系統中變電站繼電保護的運行維護和故障處理在。如果各個變電站繼電保護的穩定性不能得到保障，就必然會給家庭用電與工業用電帶來諸多的不便，嚴重時甚至還會導致電力系統的崩潰；因此，必須加強對變電站中繼電保護的運行維護以及故障處理，以此保障電力安全。

1 繼電保護的基本原理與任務

電磁保護，主要是利用電力系統中的某些部件，在發生短路或異常情況時，產生一種電量;其中，包括電壓、電流、功率、頻率等變化；繼電保護，還有一些其他的物理保護和動作原則。例如，當變壓器油箱發生故障時，會出現大量氣體，油的流量也會增加，油壓強度也會增加，從而形成氣體保護的作用原理；繼電保護作為電力系統的“哨兵”，它有著以下工作任務：

（1）在電力系統中，對于故障元件進行自動、迅速、有選擇性的切除，避免其遭受破壞，并且保障其他沒有故障的部分能夠迅速進行正常的運行。

（2）在電力系統中，和其他的自動化裝置進行配合，在條件允許時，可采取一定的預定措施，將因事故導致的停電時間進一步的縮短，并盡快的恢復供電，提高電力系統的運行可靠性。

（3）根據運行維護的具體條件，例如有無經常值班的人員等，進行信號動作，便于值班人員開展及時的處理工作，或由裝置進行自動的調整，好將那些如若繼續運行，便會引起損壞、造成事故的電氣設備，進行一定的切除。

2 變電站綜合自動化系統的舉例

目前，變電站綜合自動化系統的結構圖主要有兩種形式：一種是以串行口方式相連接的通信形式，另一種是以計算機網相連接的通信形式。它們的區別就是擁有不同的監控系統，但其實保護系統的區別并不大；目前國內，主要使用的是第一種形式，而國處這兩種形式都有使用；接下來，就對于國內較常用的，以串行口相連接的系統形式來進行相關介紹，它的結構具體如下圖（圖1、圖2）所示：

圖1 以串行口相連接的系統形式結構圖

圖2 以串行口相連接的系統形式的結構圖

該系統由保護、監控和遠程傳輸三部分組成，通過通信處理器和工業微機連接，實現本地監控和測量。通訊接口還可以連接調制解調器和上級調度部門，實現遠程監控。另外，可以利用通信處理接口和微機保護，有效實現保護與監控之間的通信。構成一個完整的變電站綜合自動化系統;以下是對其保護、監控等系統的介紹：

2.1 監控系統

通用監控系統由三個機柜組成，如圖2所示：

（1）數采柜與主機柜：數字采集機柜之間的界面和主要內閣是Rδ一232C。數據集成處理裝置會不斷向微機的交流采樣插件索取采樣結果，通信速率為9600波特。

（2）主機柜與控制柜：數據綜合處理裝置與通信控制器之間的接口是RS - 232C。通信模式為CDT模式，用于向控制器循環發送信息。通信控制器主動向主機發送信息，通信速率為4800波特。

（3）通信控制器與微機保護裝置之間的接口是RS - 232C。其中，控制柜為主機，保護柜為從機。整個系統與微機的串行端口保護內閣在總線模式，及其通信速度是2400波特。

（4）控制柜與繼電保護動作電路連接，控制柜輸出控制指令，采用出口繼電器觸點方式將電路與電纜連接，進行繼電保護動作。

（5）通過屏蔽電纜來進行主機柜和操作臺間的連接。

2.2 微機的保護系統

對于那些進線達到110千伏的變電站，其主接線具體如下圖（圖3）所示。

圖3 110千伏的變電站的主接線圖

保護柜的具體數量，要根據多少設備來保護，才能進行確定，而其保護種類為以下幾種：

（1）饋線保護；包含過流、速斷、三相一次的重合閘等。

（2）電動機保護：包含速斷、過流、低壓、零序電流、負序電流等。

（3）電容器保護：它包括三相過電流、過電壓、電壓損失，中性點不平衡電流保護等。

（4）輸入線保護：包括三相距離、三相接地距離、四相零序電流、三相單相重算、工作回路等，也可根據用戶具體要求進行設置。

（5）備用電源自投：根據變電站中的主接線、運行方式、故障性質等不同方面，來進行備自投方式的合理選擇。

（6）上述的各種保護設備，可集中安裝在保護柜內，其組合的方式具體如圖4所示。

圖4 保護柜的結構圖

3 自動化變電站中繼電保護的維護

在綜合自動化變電站的建設、改造和運行中，繼電保護主要涉及以下內容：電氣設備、安裝調試、驗收運行、運行維護、技術檢修、繼電保護裝置選型和設計;對變電站綜合自動化系統中繼電保護的維護問題進行了分析和探討，并提出相關建議。

3.1 驗收投運

（1）按照有關繼電保護的需求，相應的設備驗收。除了常規試驗保護的一整套傳播，有必要加強接受遠程控制，遙感，遙測，遙控調整和其他操作的設備，如果沒有嚴格的檢查，將會對今后的運行，產生負面的影響。

（2）根據具體驗收的“四遙”和設備的具體特點。制定相應的操作規則；設備投入運行后，應列出系統運行要點，便于今后的維護工作。

（3）竣工圖紙、校準報告、技術資料等應當及時報送管轄單位和相應的操作等級。變電站系統數據備份，為今后的運行維護、栓修改造等工作，進行技術上的充分準備。

3.2 運行維護

（1）加強對于運行操作人員的現場培訓。操作人員的素質及其對新設備的熟悉程度將直接影響設備的運行和維護質量。操作人員應在對設備進行操作前，長時間全面熟悉變電站的操作、主接線，并掌握微機設備的操作，必須通過嚴格的考核，才能擔任相應的運行維護工作。

（2）加強對于設備的巡視，積累相關的運行經驗，在氣候惡劣、氣溫異常的時候，對于現場的工作環境進行合理的調節，積極的維護微機設備，保障其的健康運行。

（3）對于遠方后臺裝置中的遙控、遙測、遙信、遙調等功能進行相應的完善，做好對于設備運行狀態的全天候監測，準確預測各種事故，正確分析后臺信號，精確判斷故障的情況。

（4）將GPS衛星定時、故障記錄裝置等納入日常重點檢查項目，確保電力系統故障及時記錄，便于今后分析處理。

（5）維護室外二次回路以減少直流接地故障。

3.3 檢修技改

（1）按照國家電力公司《繼電保護和電網安全自動裝置檢查規定》的要求，對繼電保護裝置進行相應的檢查。

（2）規范繼電器和繼電器的使用壽命，對超出預定時間運行的設備進行退役和更新，以減少設備故障的發生。

（3）規范測量、數據通信、網絡線路等設備的定期檢查制度，以確保繼電保護及相關設備的安全運行。

4 結語

繼電保護裝置，能夠有效的反映出電力系統中的元件故障的信號，并且能夠迅速、正確的隔離，電力系統中發生的各種故障；避免造成大面積的停電事故，以此保障電力系統的安全與穩定；本文對繼電保護在自動化變電站中的運行及維護進行研究，通過分析探討，力求改進對繼電保護的管理和維護，確保電網安全穩定的運行。