探析繼電保護在自動化變電站中的運行及維護

余小宇

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠供電局，廣東 清遠511500）

所謂繼電保護，就是一種可以實時對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行檢測的裝置，一旦該裝置發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行情況，就是在第一時間發(fā)出故障警報，并自動執(zhí)行一系列故障隔離或切斷措施，從而有效降低故障嚴重程度，保證其他電力系統(tǒng)的運行安全。由此可見，繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行過程中有著至關(guān)重要的作用，應(yīng)用于自動化變電站中可以提高變電站的風(fēng)險防控質(zhì)量，具有很強的現(xiàn)實應(yīng)用價值，相關(guān)行業(yè)工作人員應(yīng)當(dāng)對此引起足夠重視。

1 繼電保護裝置作用原理

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常其工作頻段的電氣量會發(fā)生以下變化：其一是電流會變大，短路會造成故障點和電源之間的電氣設(shè)備以及輸電線路內(nèi)電流負荷超過額定范圍。其二是電壓會減小，通常越靠近 故障點其電壓降低幅度就會越大。其三是電流和電壓的相位角以及線路阻抗會發(fā)生變化。而繼電保護裝置可以根據(jù)電力系統(tǒng)中的電氣量變化，而判斷出線路故障，從而及時觸發(fā)報警系統(tǒng)，向工作人員發(fā)出報警信號。在這個過程中，繼電保護裝置最重要的功能是要能夠正電力系統(tǒng)的異常運行到底是正常狀態(tài)還是確實屬于運行故障，而且還要能夠準確辨別故障位置，這樣才能給電力系統(tǒng)維護人員提供可靠的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，從而提高維修效率和維修質(zhì)量，最大程度降低安全事故損失。而故障識別功能的實現(xiàn)就是靠區(qū)分電力系統(tǒng)中的電氣量變化特征得以實現(xiàn)的，整個故障判斷和保護過程基本上都是由計算機程序來控制，具有很高的自動化水平。

2 自動化變電站中繼電保護裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀

將繼電保護裝置的調(diào)試和維護操作都比較簡便，性能也比較可靠，目前在我國自動化變電站中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。該裝置功能比較多樣，而且可以根據(jù)實際變電站運行需求進行靈活配置，裝置內(nèi)邏輯回路動作準確率高，且易于操控，通過終端設(shè)備進行遠程遙控即可進行監(jiān)測和調(diào)試，這在很大程度上解放了人工勞動力，提高了電力系統(tǒng)保護效率。此外，近年來我國的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)呈現(xiàn)出高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，自動化變電站中的繼電保護系統(tǒng)也充分融入了該項技術(shù)，有效實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)故障的錄波功能，更加提高了故障檢修的精準度和便捷度?？傮w上來看，繼電保護裝置在自動化變電站中的應(yīng)用空間十分廣闊，但是與其他發(fā)達國家相比，我國在該類英語的技術(shù)水平還有待進一步完善和提高，尤其是在新時期背景下，變電站的技術(shù)應(yīng)用越來越先進，這對繼電保護裝置的性能標準提出了更高的要求。

3 繼電保護在自動化變電站中的運行和維護管理

3.1 綜合管理布局

繼電保護是個系統(tǒng)化的復(fù)雜過程，應(yīng)用于自動化變電站中，對變電站的運行安全影響極為重要，所以相關(guān)行業(yè)工作人員必須本著嚴謹、嚴肅的態(tài)度對繼電保護裝置的整體運行情況進行綜合管理布局。但是并非任何組織部門都具備繼電保護管理資質(zhì)，不同的自動化變電站對繼電保護裝置的運行功能要求存在很大區(qū)別，在加上繼電保護裝置多種多樣，其實際應(yīng)用運行效果也會產(chǎn)生較大差異。所以在實際運行管理過程中，各自動化變電站應(yīng)當(dāng)與具備專業(yè)繼電保護資質(zhì)的廠家合作，并且在配備繼電保護裝置時，不能單純從經(jīng)濟效益角度考慮其管理布局，更應(yīng)該從繼電保護設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量以及性能等方面進行綜合評估，從中選擇性價比最高的繼電保護配置方案，合理進行綜合布局管理，這樣才能最大程度保障自動化變電站運行安全，減少安全事故的發(fā)生幾率，從而給電力企業(yè)創(chuàng)造更加長期穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。

3.2 選型設(shè)計管理

選型設(shè)計是自動化變電站中繼電保護裝置應(yīng)用和運行管理的核心環(huán)節(jié)，只有做好設(shè)備選型，才能為后續(xù)電力系統(tǒng)保護奠定良好的基礎(chǔ)。具體而言，在選型設(shè)計階段，相關(guān)行業(yè)工作人員要立足長遠，結(jié)合變電站未來一定時期內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃以及市場的發(fā)展趨勢，以發(fā)展的眼光制定具有前瞻性的繼電保護措施。也就是說，變電站繼電保護選型設(shè)計既要滿足當(dāng)前的運行需求，又要留有足夠的可調(diào)整空間。尤其是在當(dāng)前自動化技術(shù)日新月異的時代背景下，變電站未來幾年內(nèi)很可能需要再一次面臨設(shè)備大更新。而且當(dāng)代電子產(chǎn)品數(shù)量和種類越來越多，未來人們的用電需求也會越來越大，變電站的規(guī)模也會有所擴建，這些問題相關(guān)繼電保護選型設(shè)計人員在進行方案制定時都要做到全面考量和預(yù)備。需要注意的是，在進行繼電保護裝置選型設(shè)計時，應(yīng)盡量避免選用處于過渡型期或者雖然設(shè)備比較新型，但是性能不太穩(wěn)定的設(shè)備，這樣很容易導(dǎo)致實際運行過程中發(fā)生線路故障或設(shè)備功能沖突，反而會增加變電站運行成本。除此之外，選型設(shè)計管理要有全局觀念的意識，使繼電保護、測量、信號的控制等有機的配合在一起，保證該系統(tǒng)一直處在正常的運行狀態(tài)之中，從而為變電站的設(shè)備更新及其改造創(chuàng)造更大的設(shè)計控制?，F(xiàn)階段變電站繼電器保護選型設(shè)計可以先將傳統(tǒng)的變電站預(yù)告警鈴及電壓監(jiān)測等功能保留下來，從而可以有效避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠傳或者網(wǎng)絡(luò)故障，以便隨時切換到人工值守的狀態(tài)或者相關(guān)模式，以確保電力系統(tǒng)的正常運行。

3.3 安裝調(diào)試管理

在綜合自動化變電站建設(shè)中，繼電保護涉及測量表計、直流系統(tǒng)、后臺監(jiān)控等設(shè)備。因此必須在調(diào)試階段內(nèi)，明確繼電保護與這些設(shè)備間的責(zé)任界限與分工，相互配合協(xié)調(diào)；做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立以及對各設(shè)備進行聯(lián)合調(diào)試等等工作。對于繼電保護裝置的新安裝校驗，必須對裝置加入額定電壓，模擬系統(tǒng)可能發(fā)生的各種故障，做裝置的整組模擬、傳動試驗，確保裝置各條邏輯回路的正確性得到驗證。微機保護功能先進，但這并不就意味著微機裝置工作可靠性大、安全系數(shù)高。保證繼電保護及自動化裝置的背板、端予排、壓板、插頭的接線牢固，做好光纜、網(wǎng)絡(luò)線防外力破壞的措施。應(yīng)做好工程關(guān)鍵質(zhì)量點的控制，因為整個系統(tǒng)最終運行好壞將通過其反映。在變電站綜合自動化改造中，許多運行設(shè)備無法停電。但可利用技術(shù)手段，做好安全措施，采用模擬開關(guān)對新裝置進行校驗，完成不停電工作。積累施工經(jīng)驗，制定典型的不停電作業(yè)規(guī)范和繼電保護安全措施，確保施工安全。

3.4 繼電保護裝置維護管理

繼電保護裝置維護管理對自動化變電站的運行安全同樣有著不可忽視的影響，相關(guān)變電站應(yīng)當(dāng)對此給予足夠的重視。首先，要加強對變電站設(shè)備操作人員的技能培訓(xùn)，設(shè)備操作者對設(shè)備的熟悉程度以及操作能力的專業(yè)度等，都會直接決定設(shè)備維護效率以及維護質(zhì)量。所以設(shè)備操作人員需在繼電保護裝置投入使用之前，就對各類設(shè)備進行深入學(xué)習(xí)，了解其運行方式、線路特征以及程序調(diào)控方法等，以便在發(fā)生故障時可以第一時間采取正確有效的方法進行解決和處理。其次，變電站還應(yīng)加強對繼電保護裝置的巡視檢查力度，合理安排巡視班制，并且要做好相關(guān)巡視記錄，以便后期發(fā)生異常可以進行查閱比對。特別是在炎熱高溫的惡劣天氣條件下，繼電保護設(shè)備容易因為外界溫度過高導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部運行熱量難以散發(fā)，從而造成零件損壞，影響其功能的正常發(fā)揮，此時巡檢人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)天氣變化及時對繼電保護設(shè)備間的溫度進行合理調(diào)節(jié)，以保證設(shè)備處于健康運行狀態(tài)。再者，自動化變電站還可以充分利用自身的自動化技術(shù)優(yōu)勢，完善繼電保護系統(tǒng)的遠程監(jiān)控以及遙測和遙調(diào)等功能，對繼電保護設(shè)備進行全天候的狀態(tài)監(jiān)控，并設(shè)定相應(yīng)的信號預(yù)警程序，以提高系統(tǒng)故障預(yù)判能力。除此之外，相關(guān)工作人員還要做好變電站的室外二次回路維護工作，因為經(jīng)過自動化改造后，許多室外設(shè)備都增加了直流回路，加強繼電保護裝置對此部分接地回路的維護力度，有主語減少室外直流接地故障。

4 結(jié)論

綜上所述，繼電保護在自動化變電站中的運行和維護是一項較為復(fù)雜的工作，要保證繼電保護系統(tǒng)的良好運行，相關(guān)行業(yè)工作者不僅要結(jié)合變電站當(dāng)前所使用的自動化技術(shù)，合理選擇繼電保護設(shè)備類型，科學(xué)設(shè)計繼電保護措施，同時還要做好相關(guān)運行調(diào)試，并加強后期運行維護管理，充分融合傳統(tǒng)管理模式和自動化管理技術(shù)，提高繼電保護運行維護管理效率及管理質(zhì)量，這樣才能真正發(fā)揮繼電保護的優(yōu)勢，為變電站安全運行保駕護航。