變電站繼電保護的特點分析

許 偉

（國網(wǎng)浙江象山縣供電公司，浙江 寧波315700）

0 引言

電力系統(tǒng)繼電保護隨著電力工程的顯著發(fā)展而逐漸成為一門新興的實用學(xué)科。繼電保護作為一種反事故自動化綜合裝置，以其能維護電力系統(tǒng)安全性的良好性能而被廣泛應(yīng)用于各地的變配電站中。下面本文將具體對變電站繼電保護展開詳細的分析，首先，對變電站繼電保護進行系統(tǒng)概述，其次，對變電站繼電保護的特點進行分析，以期能促進繼電保護自動化系統(tǒng)取得更加卓越的發(fā)展，為電力系統(tǒng)提供更為可靠安全的保障。

1 變電站繼電保護概述

1.1 變電站的繼電保護措施

當(dāng)前最先進的變電站繼電保護是一套綜合了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的綜合性反事故自動化裝置。繼電保護的發(fā)展大體經(jīng)歷了4個階段，分別是晶體管保護階段、集成電路保護階段、微機型保護階段和網(wǎng)絡(luò)化保護階段，每個階段的繼電保護內(nèi)核裝置不同且呈現(xiàn)出逐漸升級的趨勢。到目前為止，最為先進且應(yīng)用范圍最廣的是網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護系統(tǒng)。它融合了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進的通信技術(shù)，將繼電保護裝置與快切裝置統(tǒng)一于電力系統(tǒng)的保護之中。變電站的繼電保護措施分為分階段處理措施、分析處理措施和電位變化處理措施。分階段處理措施是指對電力系統(tǒng)進行分階段監(jiān)測，確保高頻保護接收／發(fā)送機的正常運行、通道處于開通狀態(tài)、通信電纜良好、有線傳輸信號通道暢通。分析處理法和電位變化處理法這2種方法都是用來確定故障部位的，前者是通過系統(tǒng)自動跳閘與合閘時間的吻合來排查故障部位，后者是根據(jù)二次回路各個節(jié)點上的電壓和電位變化情況來排查故障部位。

1.2 變電站繼電保護系統(tǒng)的組成部分

變電站繼電保護系統(tǒng)主要有3個組成部分，分別是間隔層、網(wǎng)絡(luò)層、操作層。3個組成部分所肩負的職能是不同的，下面具體介紹每個組成部分的工作原理，并分析它們各自的特點：

（1）間隔層裝置是用來直接保護被控對象的，應(yīng)根據(jù)主變、發(fā)電機、線路、電容器等一次設(shè)備的不同電壓等級、運行方式選用不同的保護裝置?，F(xiàn)在變電站繼電保護實現(xiàn)的具體方式是按照系統(tǒng)運行的不同情形選用不同的保護裝置，例如對于變電站主變壓器，應(yīng)安裝一個專門提供差動保護、后備保護、非電量保護的裝置，這些功能配合在一起實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護。

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)綜合起來形成一套完整的網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)層的硬件主要包括網(wǎng)線、網(wǎng)絡(luò)接口、中繼器等，并依靠通信軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)端對端或廣播式的發(fā)送／接收以及數(shù)據(jù)的自動校驗和自動糾錯。實際運行的網(wǎng)絡(luò)具有極強的實時性，且通常采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并增加平衡網(wǎng)絡(luò)負載的功能。

（3）操作層是操作人員和保護系統(tǒng)的交互層，它能提供觀察、控制界面和報警、故障錄波、對遠方設(shè)備的遙控等功能。

2 變電站繼電保護的特點分析

變電站繼電保護的主要任務(wù)是提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性，保證電力系統(tǒng)的安全運行。變電站繼電保護在裝置應(yīng)用與技術(shù)演進方面均有顯著的特點，下面具體分析：

2.1 變電站繼電保護在裝置應(yīng)用方面的特點

變電站繼電保護裝置主要是利用自身的繼電器，在設(shè)備發(fā)生故障時，通過設(shè)備的自動控制系統(tǒng)及時采取跳閘或發(fā)信號的方式，實現(xiàn)系統(tǒng)的及時斷電，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定地輸送電流。變電站繼電保護作為一種綜合性的自動化開環(huán)控制系統(tǒng)，分為測量、邏輯、執(zhí)行3個部分，這3個部分通過緊密的聯(lián)系完成故障排查、處理、解決的全過程。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)電路上的電壓、電流都會呈現(xiàn)不正常狀態(tài)，線路中的相位角以及阻抗都會發(fā)生顯著變化，繼電保護裝置能依據(jù)自身的靈敏性、選擇性快速判斷出被保護元件是否處于正常狀態(tài)，并判斷出故障所在部位。測量過程的主要任務(wù)是根據(jù)物理參數(shù)與給定值是否保持一致來判斷是否要啟動保護裝置。邏輯部分的主要任務(wù)是根據(jù)檢測的邏輯順序逐步確定出故障發(fā)生的范圍、類型，然后結(jié)合判斷出來的具體情況選擇保護方式，要么選擇跳閘，要么選擇發(fā)送指令信號。執(zhí)行部分的主要任務(wù)是按照發(fā)出的指令信號來執(zhí)行具體的操作，繼電保護通過跳閘或者發(fā)信號來實現(xiàn)保護。從這個意義上說，電力系統(tǒng)的繼電保護裝置屬于一種在線、開環(huán)的控制系統(tǒng)。

2.2 變電站繼電保護在技術(shù)演進方面的特點

變電站繼電保護如今已朝著數(shù)字化、自動化的方向發(fā)展，經(jīng)過一系列的技術(shù)革新，繼電保護對計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變得更加依賴。繼電保護系統(tǒng)在速度、準確性、穩(wěn)定性上的要求是非常嚴格的，因此，良好的技術(shù)支撐是實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護的重要保障。首先，對于繼電保護的內(nèi)部裝置而言，計算機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)為其更好地實現(xiàn)數(shù)字化控制和自動化操作提供了技術(shù)保障。其次，對于信息的傳遞和資源的共享而言，其主要是依靠網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和通信技術(shù)的支撐得以實現(xiàn)，這2項技術(shù)也是繼電保護自動化裝置得以實現(xiàn)自動化控制的一個非常重要的前提和基礎(chǔ)。最后，對于繼電保護裝置的通信而言，其主要是依賴光纖通訊技術(shù)，電壓、電流互感器之間的光纖通訊為繼電保護高效地發(fā)揮作用提供了便利。電纜連接方式以及轉(zhuǎn)換電路的進一步優(yōu)化，推動了繼電保護裝置運行速度的快速發(fā)展。

3 結(jié)語

變電站繼電保護作為現(xiàn)代化的綜合性自動化控制系統(tǒng)，經(jīng)過較長時間的發(fā)展如今已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化與數(shù)字化。變電站繼電保護裝置對于速度、準確性、穩(wěn)定性的要求非常嚴格，安全可靠的繼電保護裝置對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的意義。本文首先對變電站繼電保護進行了概述，具體包括變電站繼電保護的措施與繼電保護系統(tǒng)的組成部分，然后在此基礎(chǔ)上分析了變電站繼電保護在裝置應(yīng)用與技術(shù)演進方面的特點，希望能夠促進電力系統(tǒng)的安全運行，保證電力事業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

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