繼電保護(hù)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造

竇 坤

（陜西省天然氣股份有限公司延安分公司 陜西延安）

1.概述

隨著計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，為提高電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置的性能和可靠性，繼電保護(hù)裝置引入了計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)，即繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置。繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化大大提高了其可靠性，能夠有效的保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。下文將圍繞自動(dòng)化裝置展開探討，具體的分析說明自動(dòng)化裝置相比與傳統(tǒng)裝置的優(yōu)勢和不足，以及繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行方式和應(yīng)用范圍，幫助了解自動(dòng)化裝置。

2.繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行特點(diǎn)

當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，如發(fā)生短路或者過載運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置必須能及時(shí)的傳遞出各種信號(hào)，同時(shí)還能控制系統(tǒng)中的其他設(shè)備和裝置降低故障的波及范圍，或者切除故障。正常情況下，電力系統(tǒng)很少會(huì)發(fā)生故障，所以繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的時(shí)候不會(huì)太多。一般情況下，繼電保護(hù)裝置故障主要有兩種基本形式，分別為拒動(dòng)故障和誤動(dòng)。拒動(dòng)故障是指即在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置沒有發(fā)揮作用，沒能及時(shí)的發(fā)出故障的信號(hào)，也沒有及時(shí)的切除故障，即沒能有效地保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；誤動(dòng)就是指當(dāng)電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)裝置卻發(fā)出了報(bào)錯(cuò)的信號(hào)和錯(cuò)誤動(dòng)作。而自動(dòng)化裝置相比于舊的繼電保護(hù)裝置，該設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測、控制電力系統(tǒng)的各種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的功能，因此是一種長期帶電工作的設(shè)備。

3.電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造的趨勢

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)可以將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為了滿足城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的需要，對電力系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化改造是必不可少的，其改造的主要趨勢包括以下內(nèi)容。

（1）功能多樣化。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的重點(diǎn)功能集中于發(fā)電、變電、輸電，在傳輸期間對電能值大小的轉(zhuǎn)換缺乏足夠的監(jiān)測功能。電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造之后，系統(tǒng)功能日趨多樣化，電壓轉(zhuǎn)變、電能分配、用電調(diào)控等功能均會(huì)得到明顯的改善，符合了系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的操作要求。

（2）結(jié)構(gòu)簡單化。結(jié)構(gòu)問題是阻礙電力系統(tǒng)功能發(fā)揮的一大因素，多種設(shè)備連接于系統(tǒng)導(dǎo)致操作人員的調(diào)控質(zhì)量下降，調(diào)控環(huán)節(jié)增加，部分設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。系統(tǒng)自動(dòng)化改造后結(jié)構(gòu)得到了充分的簡化，且功能也明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)模式，促進(jìn)了電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

（3）設(shè)備智能化。電力設(shè)備是系統(tǒng)發(fā)揮作用的載體，電廠發(fā)電、輸電、變電等各個(gè)環(huán)節(jié)都要依賴于設(shè)備運(yùn)行。早期人工操控設(shè)備的效率較低，自動(dòng)化改造之后可利用計(jì)算機(jī)作為控制中心，利用程序代碼指導(dǎo)電力設(shè)備操作，智能化執(zhí)行設(shè)備命令，以逐漸提升作業(yè)效率，提高生產(chǎn)運(yùn)行安全。

（4）操控一體化。當(dāng)電力系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化之后，系統(tǒng)操控的一體化便成為現(xiàn)實(shí)。如：機(jī)械一體化、機(jī)電一體化、人機(jī)一體化等模式，都是電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造的發(fā)展趨勢。電力系統(tǒng)一體化操控“省力、省時(shí)、省錢”，也為后期繼電保護(hù)裝置的安裝運(yùn)用創(chuàng)造了有利的條件。

4.繼電保護(hù)運(yùn)用于自動(dòng)化改造

除了對原始電能進(jìn)行調(diào)控處理外，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。為了保證電力系統(tǒng)在穩(wěn)定可靠的環(huán)境下運(yùn)行，添加繼電保護(hù)裝置是必不可少的，其對電力系統(tǒng)具有多方面功能。

（1）針對性。由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造屬于技術(shù)改造范疇，需要對系統(tǒng)潛在的故障問題檢測處理。繼電保護(hù)具有針對性的處理功能，可根據(jù)系統(tǒng)不同的故障形式采取針對性的處理方案。如：電力設(shè)備出現(xiàn)短路問題，繼電保護(hù)可立刻把設(shè)備從故障區(qū)域隔離；線路保護(hù)拒動(dòng)作時(shí)，繼電保護(hù)可將線路故障切除，具有針對性的故障防御處理功能。

（2）穩(wěn)定性。繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性作用顯著，特別是在故障發(fā)生之后可維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以免故障對設(shè)備造成的損壞更大。良好的運(yùn)行環(huán)境是設(shè)備功能發(fā)揮的前提條件，如：繼電保護(hù)裝置能快速地切除故障，減短了設(shè)備及用戶在高電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間。通過模擬仿真，保證了系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)中斷引起的損壞。

（3）可靠性。對電力系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化改造的根本目的是滿足廣大用戶的用電需求，系統(tǒng)能否可靠地運(yùn)行也決定了用戶或設(shè)備的用電質(zhì)量。繼電保護(hù)裝置的運(yùn)用為系統(tǒng)可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，強(qiáng)大的故障處理功能保障了人員、設(shè)備的安全；效率方面，多功能的監(jiān)測方式可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，提醒技術(shù)人員調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

5.繼電保護(hù)運(yùn)用維護(hù)

（1）加強(qiáng)運(yùn)行操作人員的現(xiàn)場培訓(xùn)。運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和對新設(shè)備的熟悉程度，將直接關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量。運(yùn)行人員應(yīng)在設(shè)備投運(yùn)前.熟悉變電站的運(yùn)行方式、主接線情況，學(xué)會(huì)使用操作微機(jī)裝置，并經(jīng)嚴(yán)格考核后方可擔(dān)任運(yùn)行維護(hù)工作。

（2）某1100 kV變電站在高溫酷暑期間，因空調(diào)未開，某微機(jī)裝置過于密封而導(dǎo)致局部發(fā)熱燒損。因此，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備巡視，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在氣候惡劣、氣溫異常時(shí)，要合理調(diào)節(jié)現(xiàn)場工作環(huán)境（如啟用加熱器除濕、開空調(diào)降溫等），維護(hù)微機(jī)設(shè)備在健康運(yùn)行狀態(tài)。

（3）完善遠(yuǎn)方后臺(tái)裝置的遙控、遙測、遙信、遙調(diào)功能。全天候監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。做好各種事故預(yù)想，能正確分析后臺(tái)信號(hào)，判斷故障情況。

（4）建議將GPS衛(wèi)星對時(shí)及故障錄波裝置列人日常巡視的重點(diǎn)項(xiàng)目。確保電力系統(tǒng)故障情況能隨時(shí)記錄，便于分析處理。

（5）許多變電站綜合自動(dòng)化改造后，其保護(hù)、控制、信號(hào)、電磁鎖電源均統(tǒng)一為220 V直流電源，使室外設(shè)備的直流回路增加了。因此，要做好室外二次回路的維護(hù)工作，減少發(fā)生直流接地故障的可能。

6.檢修技改

（1）按照電網(wǎng)公司《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例》的要求，對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。在定期檢驗(yàn)工作中，要從各種零散的數(shù)據(jù)記錄中得出一些共性的結(jié)論，有針對性地做好繼電保護(hù)工作。高質(zhì)量完成校驗(yàn)工作，禁止校驗(yàn)超周期、省項(xiàng)目和簡化項(xiàng)目。在微機(jī)裝置的周期檢驗(yàn)中，應(yīng)著重加強(qiáng)檢查裝置的模擬量輸人、開關(guān)量輸人、傳動(dòng)回路、接線牢固性。做到“應(yīng)修必修，修必修好”，建議依據(jù)設(shè)備檢修質(zhì)量對工作負(fù)責(zé)人實(shí)施獎(jiǎng)懲掛鉤制度。

（2）建議規(guī)范繼保裝置或繼電器的使用年限，對超期運(yùn)行、仍正常工作的設(shè)備。作退役更新處理，減少設(shè)備故障發(fā)生率。確保電網(wǎng)穩(wěn)定。

（3）建議規(guī)范測量、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)線等設(shè)備的周期性檢驗(yàn)制度，確保繼電保護(hù)及其相關(guān)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮綜合自動(dòng)化變電站的高水平運(yùn)行狀態(tài)。

（4）按照繼電保護(hù)要求，完成設(shè)備的反事故技術(shù)措施，消除設(shè)備故障隱患。堅(jiān)持繼電保護(hù)24 h消缺制度，設(shè)備發(fā)生故障，要隨呼隨到。趕赴現(xiàn)場處理，盡快修復(fù)，縮短設(shè)備停電時(shí)間。

7.結(jié)論

綜上所言，繼電保護(hù)自動(dòng)化改造對電力系統(tǒng)的故障防御優(yōu)勢明顯，可在故障發(fā)生時(shí)有效保護(hù)系統(tǒng)連接的設(shè)備及線路，未來系統(tǒng)自動(dòng)化改造期間應(yīng)積極采用繼電保護(hù)方案。但電力企業(yè)在選擇繼電保護(hù)裝置時(shí)應(yīng)綜合考慮保護(hù)功能的強(qiáng)弱，把裝置安裝在合適的位置以發(fā)揮最大的保護(hù)作用，促進(jìn)電力系統(tǒng)長期、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。