繼電保護(hù)在自動化變電站中的運(yùn)行及維護(hù)研究

朱 玉，楊建明，唐新宇

（南昌科晨電力試驗(yàn)研究有限公司，江西 南昌 330000）

人們的電量需求日益增加，用電安全在這時(shí)就顯得十分重要，具體表現(xiàn)在電力系統(tǒng)中變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)和故障處理在。如果各個變電站繼電保護(hù)的穩(wěn)定性不能得到保障，就必然會給家庭用電與工業(yè)用電帶來諸多的不便，嚴(yán)重時(shí)甚至還會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的崩潰；因此，必須加強(qiáng)對變電站中繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)以及故障處理，以此保障電力安全。

1 繼電保護(hù)的基本原理與任務(wù)

電磁保護(hù)，主要是利用電力系統(tǒng)中的某些部件，在發(fā)生短路或異常情況時(shí)，產(chǎn)生一種電量;其中，包括電壓、電流、功率、頻率等變化；繼電保護(hù)，還有一些其他的物理保護(hù)和動作原則。例如，當(dāng)變壓器油箱發(fā)生故障時(shí)，會出現(xiàn)大量氣體，油的流量也會增加，油壓強(qiáng)度也會增加，從而形成氣體保護(hù)的作用原理；繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的“哨兵”，它有著以下工作任務(wù)：

（1）在電力系統(tǒng)中，對于故障元件進(jìn)行自動、迅速、有選擇性的切除，避免其遭受破壞，并且保障其他沒有故障的部分能夠迅速進(jìn)行正常的運(yùn)行。

（2）在電力系統(tǒng)中，和其他的自動化裝置進(jìn)行配合，在條件允許時(shí)，可采取一定的預(yù)定措施，將因事故導(dǎo)致的停電時(shí)間進(jìn)一步的縮短，并盡快的恢復(fù)供電，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

（3）根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件，例如有無經(jīng)常值班的人員等，進(jìn)行信號動作，便于值班人員開展及時(shí)的處理工作，或由裝置進(jìn)行自動的調(diào)整，好將那些如若繼續(xù)運(yùn)行，便會引起損壞、造成事故的電氣設(shè)備，進(jìn)行一定的切除。

2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的舉例

目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖主要有兩種形式：一種是以串行口方式相連接的通信形式，另一種是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)相連接的通信形式。它們的區(qū)別就是擁有不同的監(jiān)控系統(tǒng)，但其實(shí)保護(hù)系統(tǒng)的區(qū)別并不大；目前國內(nèi)，主要使用的是第一種形式，而國處這兩種形式都有使用；接下來，就對于國內(nèi)較常用的，以串行口相連接的系統(tǒng)形式來進(jìn)行相關(guān)介紹，它的結(jié)構(gòu)具體如下圖（圖1、圖2）所示：

圖1 以串行口相連接的系統(tǒng)形式結(jié)構(gòu)圖

圖2 以串行口相連接的系統(tǒng)形式的結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)由保護(hù)、監(jiān)控和遠(yuǎn)程傳輸三部分組成，通過通信處理器和工業(yè)微機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控和測量。通訊接口還可以連接調(diào)制解調(diào)器和上級調(diào)度部門，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，可以利用通信處理接口和微機(jī)保護(hù)，有效實(shí)現(xiàn)保護(hù)與監(jiān)控之間的通信。構(gòu)成一個完整的變電站綜合自動化系統(tǒng);以下是對其保護(hù)、監(jiān)控等系統(tǒng)的介紹：

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

通用監(jiān)控系統(tǒng)由三個機(jī)柜組成，如圖2所示：

（1）數(shù)采柜與主機(jī)柜：數(shù)字采集機(jī)柜之間的界面和主要內(nèi)閣是Rδ一232C。數(shù)據(jù)集成處理裝置會不斷向微機(jī)的交流采樣插件索取采樣結(jié)果，通信速率為9600波特。

（2）主機(jī)柜與控制柜：數(shù)據(jù)綜合處理裝置與通信控制器之間的接口是RS - 232C。通信模式為CDT模式，用于向控制器循環(huán)發(fā)送信息。通信控制器主動向主機(jī)發(fā)送信息，通信速率為4800波特。

（3）通信控制器與微機(jī)保護(hù)裝置之間的接口是RS - 232C。其中，控制柜為主機(jī)，保護(hù)柜為從機(jī)。整個系統(tǒng)與微機(jī)的串行端口保護(hù)內(nèi)閣在總線模式，及其通信速度是2400波特。

（4）控制柜與繼電保護(hù)動作電路連接，控制柜輸出控制指令，采用出口繼電器觸點(diǎn)方式將電路與電纜連接，進(jìn)行繼電保護(hù)動作。

（5）通過屏蔽電纜來進(jìn)行主機(jī)柜和操作臺間的連接。

2.2 微機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)

對于那些進(jìn)線達(dá)到110千伏的變電站，其主接線具體如下圖（圖3）所示。

圖3 110千伏的變電站的主接線圖

保護(hù)柜的具體數(shù)量，要根據(jù)多少設(shè)備來保護(hù)，才能進(jìn)行確定，而其保護(hù)種類為以下幾種：

（1）饋線保護(hù)；包含過流、速斷、三相一次的重合閘等。

（2）電動機(jī)保護(hù)：包含速斷、過流、低壓、零序電流、負(fù)序電流等。

（3）電容器保護(hù)：它包括三相過電流、過電壓、電壓損失，中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)等。

（4）輸入線保護(hù)：包括三相距離、三相接地距離、四相零序電流、三相單相重算、工作回路等，也可根據(jù)用戶具體要求進(jìn)行設(shè)置。

（5）備用電源自投：根據(jù)變電站中的主接線、運(yùn)行方式、故障性質(zhì)等不同方面，來進(jìn)行備自投方式的合理選擇。

（6）上述的各種保護(hù)設(shè)備，可集中安裝在保護(hù)柜內(nèi)，其組合的方式具體如圖4所示。

圖4 保護(hù)柜的結(jié)構(gòu)圖

3 自動化變電站中繼電保護(hù)的維護(hù)

在綜合自動化變電站的建設(shè)、改造和運(yùn)行中，繼電保護(hù)主要涉及以下內(nèi)容：電氣設(shè)備、安裝調(diào)試、驗(yàn)收運(yùn)行、運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)檢修、繼電保護(hù)裝置選型和設(shè)計(jì);對變電站綜合自動化系統(tǒng)中繼電保護(hù)的維護(hù)問題進(jìn)行了分析和探討，并提出相關(guān)建議。

3.1 驗(yàn)收投運(yùn)

（1）按照有關(guān)繼電保護(hù)的需求，相應(yīng)的設(shè)備驗(yàn)收。除了常規(guī)試驗(yàn)保護(hù)的一整套傳播，有必要加強(qiáng)接受遠(yuǎn)程控制，遙感，遙測，遙控調(diào)整和其他操作的設(shè)備，如果沒有嚴(yán)格的檢查，將會對今后的運(yùn)行，產(chǎn)生負(fù)面的影響。

（2）根據(jù)具體驗(yàn)收的“四遙”和設(shè)備的具體特點(diǎn)。制定相應(yīng)的操作規(guī)則；設(shè)備投入運(yùn)行后，應(yīng)列出系統(tǒng)運(yùn)行要點(diǎn)，便于今后的維護(hù)工作。

（3）竣工圖紙、校準(zhǔn)報(bào)告、技術(shù)資料等應(yīng)當(dāng)及時(shí)報(bào)送管轄單位和相應(yīng)的操作等級。變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，為今后的運(yùn)行維護(hù)、栓修改造等工作，進(jìn)行技術(shù)上的充分準(zhǔn)備。

3.2 運(yùn)行維護(hù)

（1）加強(qiáng)對于運(yùn)行操作人員的現(xiàn)場培訓(xùn)。操作人員的素質(zhì)及其對新設(shè)備的熟悉程度將直接影響設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)質(zhì)量。操作人員應(yīng)在對設(shè)備進(jìn)行操作前，長時(shí)間全面熟悉變電站的操作、主接線，并掌握微機(jī)設(shè)備的操作，必須通過嚴(yán)格的考核，才能擔(dān)任相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)工作。

（2）加強(qiáng)對于設(shè)備的巡視，積累相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在氣候惡劣、氣溫異常的時(shí)候，對于現(xiàn)場的工作環(huán)境進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，積極的維護(hù)微機(jī)設(shè)備，保障其的健康運(yùn)行。

（3）對于遠(yuǎn)方后臺裝置中的遙控、遙測、遙信、遙調(diào)等功能進(jìn)行相應(yīng)的完善，做好對于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全天候監(jiān)測，準(zhǔn)確預(yù)測各種事故，正確分析后臺信號，精確判斷故障的情況。

（4）將GPS衛(wèi)星定時(shí)、故障記錄裝置等納入日常重點(diǎn)檢查項(xiàng)目，確保電力系統(tǒng)故障及時(shí)記錄，便于今后分析處理。

（5）維護(hù)室外二次回路以減少直流接地故障。

3.3 檢修技改

（1）按照國家電力公司《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置檢查規(guī)定》的要求，對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的檢查。

（2）規(guī)范繼電器和繼電器的使用壽命，對超出預(yù)定時(shí)間運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行退役和更新，以減少設(shè)備故障的發(fā)生。

（3）規(guī)范測量、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)線路等設(shè)備的定期檢查制度，以確保繼電保護(hù)及相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行。

4 結(jié)語

繼電保護(hù)裝置，能夠有效的反映出電力系統(tǒng)中的元件故障的信號，并且能夠迅速、正確的隔離，電力系統(tǒng)中發(fā)生的各種故障；避免造成大面積的停電事故，以此保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定；本文對繼電保護(hù)在自動化變電站中的運(yùn)行及維護(hù)進(jìn)行研究，通過分析探討，力求改進(jìn)對繼電保護(hù)的管理和維護(hù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。