變電站繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)技術(shù)分析

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動了電力事業(yè)的發(fā)展速度，電網(wǎng)規(guī)模隨之日益擴(kuò)大。變電站是電網(wǎng)中較為重要的組成部分之一，它的安全、可靠、穩(wěn)定運行直接關(guān)系到電網(wǎng)的運行可靠性。目前，在計算機(jī)、通信和人工智能等技術(shù)不斷完善的同時，變電站繼電保護(hù)逐步朝著自動化的方向發(fā)展，其在變電站中的作用也隨之凸顯，利用繼電保護(hù)能夠有效地確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行?；诖它c本文就變電站繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)技術(shù)展開研究。

關(guān)鍵詞：變電站 繼電保護(hù) 自動化系統(tǒng)

中圖分類號：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0124-01

1 變電站系統(tǒng)中繼電保護(hù)的基本任務(wù)和主要作用

1.1 基本任務(wù)

在變電站系統(tǒng)當(dāng)中，繼電保護(hù)的基本任務(wù)包括以下幾個方面的內(nèi)容。

（1）迅速、自動、有選擇地控制特定的斷路器跳閘，借此來對系統(tǒng)或是線路中發(fā)生故障的元器件進(jìn)行保護(hù)，避免故障繼續(xù)擴(kuò)大或持續(xù)對元器件造成破壞。

（2）能夠?qū)ψ冸娬局懈鞣N電氣設(shè)備的異常運行情況進(jìn)行反映，并按照預(yù)先設(shè)置好的運維條件，發(fā)出相應(yīng)的報警信號，同時減輕負(fù)荷，并自動完成跳閘。在這一過程中，通常不要求繼電保護(hù)裝置快速動作，只需要保護(hù)裝置按照異?，F(xiàn)象對電力系統(tǒng)及其各個元器件形成的危害程度進(jìn)行相應(yīng)地延時，以此來防止因干擾造成的誤動作。

1.2 主要作用

當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，會引起以下問題：其一，造成系統(tǒng)中的電壓急劇降低，這樣極易引起用戶負(fù)荷的正常工作被破壞；其二，在故障發(fā)生的位置處一般都會產(chǎn)生出較大的短路電流，由此引發(fā)的電弧會對電氣設(shè)備造成一定程度地破壞；其三，會影響發(fā)電機(jī)的運行可靠性，這樣便有可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩，嚴(yán)重時甚至?xí)斐烧麄€電力系統(tǒng)崩潰；其四，由故障引起的電流再流經(jīng)電氣設(shè)備時，會引起設(shè)備發(fā)熱，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命下降，若是電流過大還有可能造成設(shè)備損壞。變電站繼電保護(hù)能夠在故障發(fā)生時將故障位置迅速從線路當(dāng)中切除，從而有效地減輕了故障的破壞程度，同時還使故障影響的范圍進(jìn)一步縮小，確保了電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行。

1.3 變電站繼電保護(hù)分類

變電站的繼電保護(hù)按照被保護(hù)對象的性質(zhì)大致可分為以下幾種類型：其一，發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)。此類保護(hù)包括發(fā)電機(jī)外部短路、定子繞組相間接地短路及過電壓、對稱過負(fù)荷、失磁故障、勵磁回路接地等等。其出口方式主要有解列、停機(jī)、信號傳輸以及縮小故障影響范圍等等；其二，線路的繼電保護(hù)。按照線路的實際電壓等級、中心點接地方式以及線路長度等又可分為相間短路、單相接地、過負(fù)荷等等；其三，變壓器的繼電保護(hù)。具體包括繞組短路、過負(fù)荷、中性點過電壓、油箱壓力過高、油面降低、變壓器溫度升高以及冷卻系統(tǒng)故障等等。

2 變電站繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)的技術(shù)分析

2.1 相關(guān)技術(shù)

（1）繼電保護(hù)技術(shù)。目前，在我國電力系統(tǒng)快速發(fā)展的推動下，繼電保護(hù)技術(shù)獲得了長足進(jìn)步，繼電保護(hù)裝置也從以往單一的元器件逐步發(fā)展成為大型的現(xiàn)代化設(shè)備。繼電保護(hù)可以持續(xù)對電力系統(tǒng)的運行狀況進(jìn)行檢測，一旦檢測到系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)故障時，相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置便會快速、準(zhǔn)確地將故障位置從系統(tǒng)當(dāng)中切除。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用進(jìn)一步降低了系統(tǒng)因故障造成的損失。繼電保護(hù)裝置正在朝著監(jiān)測、通信、保護(hù)等功能一體化的方向發(fā)展，相信在不久的將來，其勢必會實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制。而想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)具備足夠的靈敏性、速動性和選擇性。

（2）變電站自動化系統(tǒng)。其具體包括自動化監(jiān)控系統(tǒng)、自動裝置以及繼電保護(hù)裝置等等，屬于集多功能于一身的系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)借助數(shù)字通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實現(xiàn)信息共享。由于系統(tǒng)取消了控制屏和表計等常用的傳統(tǒng)設(shè)備，從而使控制電纜的使用大幅度減少，這樣一來有效地縮小了控制室的總體面積，減輕了維護(hù)工作人員的勞動強(qiáng)度。

2.2 系統(tǒng)功能分析

繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)主要是從電力調(diào)度中心當(dāng)中獲取所需的信息，而調(diào)度中心能夠提供給系統(tǒng)所需要的全部信息，因此，該系統(tǒng)的實現(xiàn)有充足的信息資源作為保障。

（1）對復(fù)雜故障準(zhǔn)確定位的功能。通常情況下，復(fù)雜故障定位的研究大多是基于裝置的測距原理。目前，較為常見的測距方法主要有以下兩種：①A型測距法。該方法又被稱之為單端電氣量法，具體是指測量故障行波脈沖在母線與故障點的反射時間來進(jìn)行距離測量，該方法的優(yōu)點是無需通信、成本低，缺點是容易受到其它線路末端發(fā)射的影響，致使測距結(jié)果誤差較大；②D型測距法。該方法又被稱之為兩端電氣量法，主要是通過測量故障行波脈沖傳送至母線兩端的時間差來進(jìn)行測距的，其優(yōu)點是測量原理簡單、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，缺點是必須在母線兩端分別設(shè)置測量儀器并進(jìn)行通信。

（2）輔助決策功能。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，常常都會伴隨出現(xiàn)保護(hù)誤動作的情況。以往傳統(tǒng)的故障分析一般都是依靠人來完成，這就使得分析結(jié)果經(jīng)常會受到人的經(jīng)驗和水平等因素的影響。而繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)由于是收集了故障發(fā)生前后的系統(tǒng)運行狀態(tài)信息和相關(guān)的故障報告，所以能夠進(jìn)行模糊分析，并根據(jù)繼電保護(hù)以及故障錄波的采樣數(shù)據(jù)來完成精確計算，這樣便可以快速、準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行判斷，從而實現(xiàn)故障恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。

（3）繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修。通過對相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析可知，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動作的主要原因有裝置設(shè)計缺陷、生產(chǎn)質(zhì)量問題以及二次回路維護(hù)不良等等。而微機(jī)型繼電保護(hù)裝置本身具有自檢功能，并且還具備存儲故障報告的能力，為此，能夠利用繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)狀態(tài)檢修。

3 結(jié)論與展望

總而言之，實現(xiàn)變電站繼電保護(hù)對系統(tǒng)運行的自適應(yīng)，若是按照整定計算會非常復(fù)雜，并且還有可能出現(xiàn)以下問題：其一，保護(hù)范圍縮小、保護(hù)動作延時的時間延長；其二，系統(tǒng)有可能被迫退出一些受運行方式影響較大的保護(hù)；其三，還有可能發(fā)生失去配合的情況。憑借當(dāng)前現(xiàn)有的技術(shù)力量和相關(guān)設(shè)備，并利用繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)，能夠采集到每一次故障發(fā)生時周圍系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，然后通過線路短的故障電壓和電流，可對線路的參數(shù)進(jìn)行校核及修正，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)線路參數(shù)的自動監(jiān)測，但是卻不能實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速判斷出繼電保護(hù)裝置整定值的可靠性。為此，在未來一段時期內(nèi)，應(yīng)針對繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)在這個方面上的問題進(jìn)行研究，這有助于繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)。

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