220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護研究

黃賜豪

摘 要：近年來我國各行各業(yè)發(fā)展迅猛，電力工業(yè)隨之發(fā)展，作為我國十分關鍵的能源工業(yè)，電力工業(yè)應用前景良好，現(xiàn)階段信息傳輸技術發(fā)展進步，變電站中自動化系統(tǒng)進步飛速，其以拓展性、兼容性良好與簡單可靠等特點受到國內(nèi)用戶青睞。本文首先分析變電站綜合自動化系統(tǒng)并對其簡要概述，隨后研究繼電保護裝置，以期為其更好發(fā)展做出貢獻。

關鍵詞：變電站；綜合自動化；繼電保護

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

在我國，電力工程中的變電系統(tǒng)與國計民生密切相連，其中重要組成部分之一即變電站。其作為中間環(huán)節(jié)，連接用電戶以及發(fā)電站二者，主要作用即將電能分配并變換。當前階段變電站擁有廣泛適用范圍，電力系統(tǒng)妥善、穩(wěn)定地運行可以對變電站正常工作有效保障。變電站工作中的繼電保護可以有效提高工作效率，其中故障信息處理可以準確判斷故障，最大限度地縮短停電時間，應用意義顯著。

一、系統(tǒng)概述

220kV變電站綜合自動化發(fā)展即變電站系統(tǒng)以現(xiàn)代網(wǎng)絡技術、通信技術與電子計算機系統(tǒng)等部分形成監(jiān)控系統(tǒng)，其具有控制、測量及保護變電站等功能。自動化作為一種新型自動裝置，可靠性高、科技性與拓展性強、技術先進，能夠為工作人員共享網(wǎng)絡資源、清查各項數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)運行，筆者將自動化系統(tǒng)大致分為3個方面進行分析，第一個方面是主控樓，第二個方面是通信管理層，第三個方面是現(xiàn)場控制層。

（一）主控樓

在自動化系統(tǒng)中，主控樓核心就是上層網(wǎng)絡計算機，其功能眾多，采集、分析、處理數(shù)據(jù)等重要功能可以有效建立數(shù)據(jù)庫，對其建立完成的數(shù)據(jù)庫實施妥善管理，及時形成數(shù)據(jù)報表，便于各類用戶操作，即便某臺設備無法運行，也不會影響整體系統(tǒng)實際操作與運行工作。

（二）通信管理層

當前時代科技發(fā)展，各類用戶要求提高，系統(tǒng)發(fā)展追求可靠、穩(wěn)定與兼容。只有具備這3點，通信系統(tǒng)才能迅速使終端設備、監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度系數(shù)間徹底落實信息交換工作，兼容各類不同廠商出產(chǎn)的設備，其抗壓能力較為優(yōu)越，有效滿足用戶要求。

（三）現(xiàn)場控制層

從本質(zhì)上看，現(xiàn)場控制層共有3種組成部分，分別是整流機組、智能監(jiān)控裝置與微機保護裝置?，F(xiàn)場控制層不同于通信管理層及主控樓，其對電氣設備、數(shù)據(jù)收集與命令執(zhí)行功能起到保護作用，可以將原始數(shù)據(jù)成功發(fā)送至主機設備。

二、繼電保護

（一）基本職能

其基本職能可以分為兩種，第一種是及時、迅速地將電器元件中的異常情況顯示出來，根據(jù)收集數(shù)據(jù)實施各項工作，有效為值班人員提供可靠問題與檢修信息；第二種是自動并有選擇地跳開斷路器，防止電器元件遭到繼續(xù)損壞，阻礙正常原件運轉(zhuǎn)工作。

（二）電力系統(tǒng)要求

繼電保護中存在4種電力系統(tǒng)要求，分別是速度能力要求、靈敏度要求、選擇性要求與可靠能力。

1.速度能力要求。繼電保護必須及時找出電力系統(tǒng)故障位置，查明故障問題，電力故障狀態(tài)下用戶繼續(xù)進行工作，只有這樣才能有效保護電器元件，降低損傷程度，優(yōu)化系統(tǒng)運行工作，避免電力故障范圍擴大、破壞程度蔓延。

2.靈敏度要求。這主要是針對繼電保護于電力故障產(chǎn)生瞬間的反應能力，靈敏度要求繼電保護設備在保護范圍內(nèi)，準確、靈敏地對任何類型、時間與地點的故障及時反應。

3.選擇性要求。選擇能力要求繼電保護裝置在電力故障發(fā)生時可以最小范圍地操作檢查出電力故障產(chǎn)生部位，及時切除故障，控制影響范圍，穩(wěn)定、可靠地保障正常設備工作。

4.可靠能力要求。在設備職責范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)要求其必須積極主動地反應故障問題，在沒有故障時避免產(chǎn)生并傳輸錯誤信息，一旦繼電保護傳出錯誤信號，就會對電力系統(tǒng)檢查維修工作產(chǎn)生影響。

（三）系統(tǒng)工作原理

本文以某公司裝置為例，通過對該裝置工作原理進行研究，證明該系統(tǒng)裝置可為代表。從實際角度分析，繼電保護裝置以電力故障產(chǎn)生時的電壓升降、電流量加強、電流頻率及溫度升降等情況為標準對電力故障實施判斷，隨后就故障情況顯示報警信號。在這之中，電流量大小與選擇性跳閘即反時限保護，如電力故障情況出現(xiàn)，電流量加大，跳閘速度即加快。就時間實施跳閘即定時間保護，其工作原理為，設備電流量超標后，只有在設置后的特定時間段才會跳閘。瓦斯溫度影響即非電量保護，其工作原理與跳閘方式各有不同。繼電保護裝置具有相對固定可靠性系數(shù)，在計算工作值時，必須將已經(jīng)計算出的結果與可靠系數(shù)相乘，以此得出可靠性與準確性較強的結果，通常結果介于1.3～1.5間。而繼電保護裝置實際靈敏度由電力故障情況最小值與保護動作結果決定，通常結果介于1.2～2之間。

（四）分類

1.繼電發(fā)電機保護。發(fā)電機能夠?qū)﹄娏嵤┍Ｗo，在此過程中，繼電發(fā)電機存在定子繞組短路、過電壓及短路等。繼電發(fā)電機出口方式具體包括停機、解列與縮小故障范圍等。

2.繼電線路保護。此類保護原理為：就電壓高低、電壓等級、電網(wǎng)接地方式及相間短路等方法實施保護措施。

3.繼電電力變壓器保護。其以外部短路、繞組匝短路等方法實施保護任務，將外部接地短路導致的中性點過電壓、過電流、變壓器溫度上升、過負荷等問題妥善解決。

4.高壓電動機保護。其以定子繞組相間短路、低電壓、非同步?jīng)_擊電流方法實施保護任務。

結語

綜上所述，近年來科技不斷進步，變電站管理轉(zhuǎn)為自動化系統(tǒng)，綜合自動化管理技術有效推動我國電力工業(yè)進步，繼電保護措施作用重要。電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)時，繼電保護設備裝置可以快速切除故障，使不正常狀況迅速消除，是一種重要設備及自動化技術，可以為今后電力系統(tǒng)發(fā)展奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]陳吉.電力綜合自動化系統(tǒng)與變電站繼電保護研究[D].華北電力大學，2015.

[2]任紹俊.220kV智能變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)設計[D].華北電力大學，2014.

[3]張佳.220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護研究[J].價值工程，2014（30）：63-64.