變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)問題分析

王紅梅

（北方銅業(yè)股份有限公司，山西運(yùn)城 043700）

0.引言

新時期，電力企業(yè)要想為市場持續(xù)輸送供應(yīng)高質(zhì)量的電力，就必須加強(qiáng)變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)工作。在此背景下，電力企業(yè)必須要提高對變電站自動化繼電保護(hù)工作的有效重視，通過安排專業(yè)人員圍繞變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)開展創(chuàng)新，圍繞如何有效提升變電站自動化安全管理水平，切實(shí)制訂落實(shí)好各項(xiàng)安全防護(hù)控制措施，依托合理運(yùn)用分散式繼電保護(hù)手段，有效縮小對整個變電站自動化系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的影響范圍。此外，繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建還會與建成的信息記錄系統(tǒng)形成有效連接，這樣能夠輔助工作人員及時了解變電站自動化系統(tǒng)后續(xù)的優(yōu)化升級方案，全面提升該系統(tǒng)的日常運(yùn)行穩(wěn)定程度。

1.變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)特征

1.1 自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的接口實(shí)現(xiàn)方式

在變電站自動化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電子式互感器主要作用于對一系列數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集處理分析。電子式互感器的應(yīng)用原理是基于光纖采集系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，并以光數(shù)字信號方式將各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息有效傳輸至通信低壓端，最終完成對數(shù)據(jù)的優(yōu)化歸類處理，將那些達(dá)到規(guī)范要求的數(shù)字量傳輸至操作站點(diǎn)。那些處理后的數(shù)據(jù)信息形式最后都是以數(shù)字量的采樣值方式經(jīng)過光纖進(jìn)行的，使數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中不會產(chǎn)生高次諧波。而在準(zhǔn)備合并的數(shù)據(jù)信息中可直接變換為用于樓價保護(hù)的電信號采集值，防止在數(shù)據(jù)信息傳遞過程中發(fā)生數(shù)據(jù)采樣誤差問題[1]。因此，我們可以得知，通過在自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)中采用點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，往往決定了變電站自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)際復(fù)雜程度，其對保護(hù)接口的具體鏈接方式展開了直接網(wǎng)絡(luò)通信的工作方法。

1.2 微機(jī)保護(hù)與自動化保護(hù)硬件方面的差界

在變電站自動化系統(tǒng)搭建過程中，微機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用是一項(xiàng)極為重要的工作內(nèi)容。如圖1所示為自動化系統(tǒng)常規(guī)保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)轉(zhuǎn)化子相比，自動化機(jī)電保護(hù)裝置所采用的電子感應(yīng)器能夠完成對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的高效采集與處理工作。自動化保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成主要包括了采樣單元、信號處理單元、邏輯處理單元以及通信接口等。其中，信號處理單元主要負(fù)責(zé)對開關(guān)量輸入、執(zhí)行原件的綜合管理；采用單元與邏輯處理單元負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)信息，并對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析，以便后續(xù)開展人機(jī)對話與數(shù)據(jù)通信工作。

圖1 常規(guī)保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu)

2.變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要問題類型

2.1 保護(hù)設(shè)備裝配問題

目前，我國絕大多數(shù)的電力企業(yè)都能夠結(jié)合變電自動化系統(tǒng)的運(yùn)行指標(biāo)，合理制訂出先進(jìn)完善的規(guī)劃方案，通過有效引進(jìn)應(yīng)用分散式繼電保護(hù)裝置，最大程度減小在實(shí)踐工作過程中對整個變電自動化系統(tǒng)造成的影響范圍。然而在實(shí)際工作中還是會遇到一些問題，比如在繼電保護(hù)設(shè)備裝配階段，一方面由于繼電保護(hù)和各類線路之間存在著關(guān)聯(lián)程度不足的問題，從而造成某些區(qū)域容易出現(xiàn)斷路問題，影響到變電站自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行[2]；另一方面則會因?yàn)槲匆?guī)范合理設(shè)置好繼電保護(hù)裝置的相關(guān)參數(shù)，導(dǎo)致變電站自動化系統(tǒng)在運(yùn)行中會出現(xiàn)各種故障問題，從而降低了整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行質(zhì)量。與此同時，電力企業(yè)在繼電保護(hù)設(shè)備裝配工作中還會面臨越級跳閘現(xiàn)象，并且因?yàn)橥饨缈陀^因素的存在致使不同區(qū)域的繼電器參數(shù)難以有效規(guī)避該問題。

2.2 繼電系統(tǒng)保護(hù)問題

電力企業(yè)在變電站保護(hù)系統(tǒng)實(shí)踐運(yùn)行過程中，需要督促相關(guān)工作人員嚴(yán)格按照事先設(shè)計(jì)審核通過的施工方案圖紙有效地選用對應(yīng)的繼電器裝置，安裝在指定區(qū)域范圍內(nèi)，這樣才能夠保障變電站自動化系統(tǒng)能夠基于監(jiān)管變電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的模式，及時優(yōu)化調(diào)整后續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)行方案。當(dāng)前電力企業(yè)需要面對的繼電系統(tǒng)保護(hù)問題主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）繼電系統(tǒng)保護(hù)工作落實(shí)未到位[3]。電力企業(yè)在變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中存在著繼電器安全防護(hù)水平偏低、繼電保護(hù)設(shè)備設(shè)置區(qū)域不符合標(biāo)準(zhǔn)、繼電器和相關(guān)線纜連接處保護(hù)未做到位等問題，這些都會影響到繼電系統(tǒng)的保護(hù)工作質(zhì)量。（2）繼電系統(tǒng)運(yùn)行管理水平偏低。電力企業(yè)高層管理領(lǐng)導(dǎo)要正確認(rèn)識到針對繼電系統(tǒng)的安全保護(hù)，需要確保所有作業(yè)系統(tǒng)都具備良好的完善度。然而實(shí)際情況是在當(dāng)前系統(tǒng)作業(yè)階段，由于繼電系統(tǒng)運(yùn)行管理水平偏低和實(shí)際工作表現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致無法充分發(fā)揮出完善繼電系統(tǒng)的運(yùn)行價值作用。

2.3 干擾信號屏蔽問題

變電站自動化系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置在日常運(yùn)行作業(yè)中容易受到外界各種因素的影響，特別是當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生瞬時較大電流時，就會造成該系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作，影響到繼電保護(hù)裝置安全可靠的運(yùn)行。比如，在雷電雨天氣環(huán)境下，無論是感應(yīng)雷還是直接雷都有可能造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作[4]。電力企業(yè)管理人員要想杜絕該問題的發(fā)生，就必須注重選擇安裝應(yīng)用具有良好電磁防護(hù)能力的繼電器裝置，同時還需要注意繼電器裝置所連接的線纜要具有不錯的環(huán)境適應(yīng)抵抗能力。然而，在當(dāng)前電力企業(yè)變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中，由于針對繼電器系統(tǒng)本身的干擾信號屏蔽系統(tǒng)建設(shè)不夠到位，使繼電保護(hù)系統(tǒng)在日常運(yùn)行過程中會頻繁發(fā)生誤動作。

3.變電站自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)實(shí)踐改進(jìn)措施

3.1 優(yōu)化改善保護(hù)設(shè)備裝配方法

電力企業(yè)在安排專業(yè)技術(shù)人員安裝自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置時，要求他們嚴(yán)格按照繼電保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)行需求合理設(shè)計(jì)設(shè)備連接方案，針對不同線路的連接情況，相關(guān)技術(shù)人員要合理增加設(shè)置對應(yīng)的安全防護(hù)裝置，有效避免外界空氣、水分等混入線路的各個連接柱點(diǎn)，造成變電站自動化系統(tǒng)安全運(yùn)行質(zhì)量的降低。電力企業(yè)變電站自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作人員還需要注重提升繼電器裝置的安全運(yùn)行性能，加強(qiáng)對繼電器裝配過程的質(zhì)量檢測工作，通過規(guī)范操作使用非破壞性檢查工作方式，當(dāng)觀察發(fā)現(xiàn)到該裝置裝配運(yùn)行能夠及時正確響應(yīng)并做出對應(yīng)的動作，就可以按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成繼電保護(hù)裝置的安裝任務(wù)[5]。除此之外，電力企業(yè)管理部門在對變電站自動化系統(tǒng)展開試運(yùn)行作業(yè)中，需要科學(xué)運(yùn)用施加短時較大電流的工作模式，準(zhǔn)確判斷出該系統(tǒng)能夠按照事先設(shè)計(jì)好的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做出動作。

3.2 創(chuàng)新完善繼電系統(tǒng)保護(hù)方法

電力企業(yè)要想充分發(fā)揮出繼電保護(hù)在變電站自動化系統(tǒng)安全運(yùn)行中的價值作用，就必須積極創(chuàng)新完善繼電系統(tǒng)的保護(hù)工作方法。第一步，管理干部要指導(dǎo)相關(guān)工作人員根據(jù)繼電保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)行工作原理和相關(guān)要求，展開對安全防護(hù)裝置的規(guī)范安裝操作，避免由于安裝操作不當(dāng)影響到防護(hù)裝置的安全保護(hù)效用。如圖2所示，為繼電保護(hù)裝置原理框圖，變電站系統(tǒng)原件產(chǎn)生故障時，在繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行下能夠快速切除故障原件，并發(fā)出相關(guān)警報(bào)信號，提醒工作人員展開系統(tǒng)繼電保護(hù)檢修工作。第二步，定期組織相關(guān)工作人員參與到專業(yè)化的培訓(xùn)教育工作中，不斷提高他們的業(yè)務(wù)能力和職業(yè)素養(yǎng)，促使他們能夠自覺去深入研究關(guān)于市場繼電保護(hù)裝置的裝配方法，降低繼電保護(hù)裝置安裝使用的風(fēng)險(xiǎn)，全面提升繼電系統(tǒng)的安全運(yùn)行質(zhì)量[6]。比如，電力企業(yè)可以通過邀請?jiān)擃I(lǐng)域的專家學(xué)者到企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行指導(dǎo)交流，向員工分享最新的繼電保護(hù)裝置的裝配技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際案例問題展開交流分析，有利于提高全體員工對問題的思考分析與解決能力，將所學(xué)知識實(shí)踐應(yīng)用在日常崗位工作中。第三步，在對變電站自動化系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)管工作中，需要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境情況，合理制訂出繼電保護(hù)裝置的檢修工作計(jì)劃，安排專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置的檢查維修工作，并認(rèn)真做好各類設(shè)備實(shí)際運(yùn)行工作信息情況的記錄保存工作，方便信息數(shù)據(jù)的調(diào)取使用，優(yōu)化改進(jìn)系統(tǒng)安全維護(hù)工作。

圖2 繼電保護(hù)裝置原理框圖

3.3 合理采用干擾信號屏蔽方法

為了避免外界因素對變電站自動化系統(tǒng)的安全運(yùn)行質(zhì)量造成影響，電力企業(yè)要安排技術(shù)人員合理采用干擾信號屏蔽方法，根據(jù)實(shí)際工作情況科學(xué)應(yīng)用各類優(yōu)質(zhì)的線纜材料。比如，通過優(yōu)先選擇應(yīng)用市場上具有良好絕緣性能的線纜材料，加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置的安全防護(hù)工作，防止雷雨天氣下直擊雷、感應(yīng)雷等對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響[7]。與此同時，繼電保護(hù)工作人員還需根據(jù)保護(hù)裝置自身管理要求，深入探討總結(jié)出系統(tǒng)的環(huán)境抵抗效果，優(yōu)化改進(jìn)繼電保護(hù)裝置的裝配管理方案。在繼電保護(hù)裝置實(shí)踐運(yùn)行階段中，相關(guān)技術(shù)人員可以通過在工作區(qū)域有效設(shè)置局域網(wǎng)，幫助系統(tǒng)運(yùn)行有效消除周遭環(huán)境中的電磁干擾信號，降低干擾信號對變電站自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)面影響。值得注意的是，電力企業(yè)還需構(gòu)建出專業(yè)完善的繼電保護(hù)工作體系，使其能夠長期維持良好的工作狀態(tài)，發(fā)揮出各項(xiàng)繼電保護(hù)裝置的實(shí)際作用。

3.4 更新管理系統(tǒng)建設(shè)方法

現(xiàn)代電力企業(yè)在管理系統(tǒng)搭建過程中，要及時更新完善管理系統(tǒng)建設(shè)方法。由于目前變電站自動化系統(tǒng)普遍具備了良好的結(jié)構(gòu)自動化調(diào)整能力，因此在系統(tǒng)中融入各類繼電保護(hù)裝置能夠促使其產(chǎn)生相關(guān)的響應(yīng)動作，保障繼電保護(hù)裝置能夠有效得到二次利用，同時也讓最終構(gòu)建出來的工作系統(tǒng)能夠形成繼電保護(hù)裝置的復(fù)原工作體系[8]。除此之外，電力企業(yè)還需要安排專業(yè)技術(shù)人員在系統(tǒng)中合理裝配先進(jìn)的定位裝置，定位裝置的作用在于一旦發(fā)現(xiàn)某個繼電保護(hù)裝置做出響應(yīng)動作時，就能夠快速準(zhǔn)確地將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸至系統(tǒng)內(nèi)的自動控制中樞，促使自動化系統(tǒng)能夠基于對周邊路線的處理分析，總結(jié)出變電站自動化系統(tǒng)在實(shí)踐運(yùn)行工作中是否存在問題，并對該問題展開詳細(xì)整理，之后就能夠向變電站自動化系統(tǒng)的管理人員如實(shí)反饋信息[9]。問題反饋信息內(nèi)容主要涵蓋了可能存在的故障類型、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)異常以及系統(tǒng)在實(shí)際工作中可能存在的各類安全隱患等。相關(guān)工作人員要依據(jù)這些有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效監(jiān)管工作，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施解決問題，避免影響到企業(yè)變電站自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[10]。

4.結(jié)語

在變電站自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中，常見的問題主要包括了繼電保護(hù)裝置安裝問題、干擾信號屏蔽問題以及繼電系統(tǒng)安全保護(hù)問題，這些問題的發(fā)生都會造成變電站自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程會產(chǎn)生誤動作，影響到電力安全穩(wěn)定的生產(chǎn)。因此，電力企業(yè)管理人員需要圍繞這些問題，安排相關(guān)工作者展開深入的探討研究，優(yōu)化制定出問題的解決措施，確保能夠讓整個系統(tǒng)長期維持穩(wěn)定的運(yùn)行工作狀態(tài)。