刍议变电站继电保护自动化系统技术

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摘 要：近年来，随着我国经济的飞速发展，推动了电力事业的发展速度，电网规模随之日益扩大。变电站是电网中较为重要的组成部分之一，它的安全、可靠、稳定运行直接关系到电网的运行可靠性。目前，在计算机、通信和人工智能等技术不断完善的同时，变电站继电保护逐步朝着自动化的方向发展，其在变电站中的作用也随之凸显，利用继电保护能够有效地确保电力系统稳定运行。基于此点本文就变电站继电保护自动化系统技术展开研究。 关键词：变电站继电保护自动化系统

中图分类号：TM411文献标识码： A

1. 变电站系统中继电保护的基本任务和主要作用

1.1 基本任务

在变电站系统当中，继电保护的基本任务包括以下几个方面的内容：

（1）迅速、自动、有选择地控制特定的断路器跳闸，借此来对系统或是线路中发生故障的元器件进行保护，避免故障继续扩大或持续对元器件造成破坏。

（2）能够对变电站中各种电气设备的异常运行情况进行反映，并按照预先设置好的运维条件，发出相应的报警信号，同时减轻负荷，并自动完成跳闸。在这一过程中，通常不要求继电保护装置快速动作，只需要保护装置按照异常现象对电力系统及其各个元器件形成的危害程度进行相应地延时，以此来防止因干扰造成的误动作。

1.2 主要作用

当电网出现故障时，会引起以下问题：其一，造成系统中的电压急剧降低，这样极易引起用户负荷的正常工作被破坏；其二，在故障发生的位置处一般都会产生出较大的短路电流，由此引发的电弧会对电气设备造成一定程度地破坏；其三，会影响发电机的运行可靠性，这样便有可能导致系统振荡，严重时甚至会造成整个电力系统崩溃；其四，由故障引起的电流再流经电气设备时，会引起设备发热，进而导致设备的使用寿命下降，若是电流过大还有可能造成设备损坏。变电站继电保护能够在故障发生时将故障位置迅速从线路当中切除，从而有效地减轻了故障的破坏程度，同时还使故障影响的范围进一步缩小，确保了电力系统的安全、可靠、稳定运行。

1.3 变电站继电保护分类

变电站的继电保护按照被保护对象的性质大致可分为以下几种类型：其一，发电机的继电保护。此类保护包括发电机外部短路、定子绕组相间接地短路及过电压、对称过负荷、失磁故障、励磁回路接地等等。其出口方式主要有解列、停机、信号传输以及缩小故障影响范围等等；其二，线路的继电保护。按照线路的实际电压等级、中心点接地方式以及线路长度等又可分为相间短路、单相接地、过负荷等等；其三，变压器的继电保护。具体包括绕组短路、过负荷、中性点过电压、油箱压力过高、油面降低、变压器温度升高以及冷却系统故障等等。

2. 变电站继电保护自动化系统的技术分析

2.1 相关技术

（1）继电保护技术。目前，在我国电力系统快速发展的推动下，继电保护技术获得了长足进步，继电保护装置也从以往单一的元器件逐步发展成为大型的现代化设备。继电保护可以持续对电力系统的运行状况进行检测，一旦检测到系统当中出现故障时，相应的继电保护装置便会快速、准确地将故障位置从系统当中切除。继电保护装置的应用进一步降低了系统因故障造成的损失。继电保护装置正在朝着监测、通信、保护等功能一体化的方向发展，相信在不久的将来，其势必会实现电力系统的自动化控制。而想要实现这一目标，继电保护装置应当具备足够的灵敏性、速动性和选择性。

（2）变电站自动化系统。其具体包括自动化监控系统、自动装置以及继电保护装置等等，属于集多功能于一身的系统。自动化系统借助数字通信技术、网络技术可实现信息共享。由于系统取消了控制屏和表计等常用的传统设备，从而使控制电缆的使用大幅度减少，这样一来有效地缩小了控制室的总体面积，减轻了维护工作人员的劳动强度。

2.2 系统功能分析

继电保护自动化系统主要是从电力调度中心当中获取所需的信息，而调度中心能够提供给系统所需要的全部信息，因此，该系统的实现有充足的信息资源作为保障。

（1）对复杂故障准确定位的功能。通常情况下，复杂故障定位的研究大多是基于装置的测距原理。目前，较为常见的测距方法主要有以下两种：

①A型测距法。该方法又被称之为单端电气量法，具体是指测量故障行波脉冲在母线与故障点的反射时间来进行距离测量，该方法的优点是无需通信、成本低，缺点是容易受到其它线路末端发射的影响，致使测距结果误差较大；

②D型测距法。该方法又被称之为两端电气量法，主要是通过测量故障行波脉冲传送至母线两端的时间差来进行测距的，其优点是测量原理简单、结果准确可靠，缺点是必须在母线两端分别设置测量仪器并进行通信。

（2）辅助决策功能。当系统出现故障时，常常都会伴随出现保护误动作的情况。以往传统的故障分析一般都是依靠人来完成，这就使得分析结果经常会受到人的经验和水平等因素的影响。而继电保护自动化系统由于是收集了故障发生前后的系统运行状态信息和相关的故障报告，所以能够进行模糊分析，并根据继电保护以及故障录波的采样数据来完成精确计算，这样便可以快速、准确地对故障进行判断，从而实现故障恢复的继电保护辅助决策。

（3）继电保护的状态检修。通过对相关统计数据的分析可知，导致继电保护装置误动作的主要原因有装置设计缺陷、生产质量问题以及二次回路维护不良等等。而微机型继电保护装置本身具有自检功能，并且还具备存储故障报告的能力，为此，能够利用继电保护自动化系统来实现状态检修。

3. 结论与展望

总而言之，实现变电站继电保护对系统运行的自适应，若是按照整定计算会非常复杂，并且还有可能出现以下问题：其一，保护范围缩小、保护动作延时的时间延长；其二，系统有可能被迫退出一些受运行方式影响较大的保护；其三，还有可能发生失去配合的情况。凭借当前现有的技术力量和相关设备，并利用继电保护自动化系统，能够采集到每一次故障发生时周围系统的数据，然后通过线路短的故障电压和电流，可对线路的参数进行校核及修正，这样便能够实现线路参数的自动监测，但是却不能实现准确、快速判断出继电保护装置整定值的可靠性。为此，在未来一段时期内，应针对继电保护自动化系统在这个方面上的问题进行研究，这有助于继电保护自动化系统的实现。

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