電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的自動化策略探討

姚華

摘要：繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中的重要部分，繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，是保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定的基礎(chǔ)。自動化技術(shù)在繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用，可以提高保護(hù)裝置的靈敏性，提升保護(hù)水平?；诖?，本文就針對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的自動化策略進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動化策略

1繼電保護(hù)自動化的相關(guān)概述

1.1繼電保護(hù)自動化技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是指線路、電元件或系統(tǒng)本身發(fā)生故障以致于危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行時(shí)，向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令或向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警示信號的自動化成套設(shè)備。繼電保護(hù)自動化技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)自動化管理與控制電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，微機(jī)繼電保護(hù)被廣泛應(yīng)用于線路保護(hù)、主變差動保護(hù)等領(lǐng)域，其體積小，操作功能強(qiáng)大，精度高。進(jìn)入20世紀(jì)以后，我國電力系統(tǒng)的各種控制保護(hù)技術(shù)得到了不斷升級與優(yōu)化，短時(shí)間內(nèi)已在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了的繼電保護(hù)自動化。因此，在我國電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)自動化技術(shù)成為電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，具備以下幾個(gè)特征：①較強(qiáng)的靈敏性，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)可以靈敏地有效地反應(yīng)，以確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行;②繼電保護(hù)自動化技術(shù)具有相當(dāng)?shù)目煽啃?，在一定的保護(hù)范圍內(nèi)該動作時(shí)可靠動作，在正常的運(yùn)行狀態(tài)下不該動作時(shí)可靠不動作。③繼電保護(hù)自動化技術(shù)具有快速性，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動化裝置可快速反應(yīng)，發(fā)出跳閘命令或告警信號，保證電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2繼電保護(hù)自動化技術(shù)的必要性與應(yīng)用

21世紀(jì)信息化時(shí)代，各行各業(yè)與人們生活對用電的需求越來越高，給電力系統(tǒng)帶來了較大壓力。電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)大與更新，然而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在很多功能上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能應(yīng)變與控制電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題。隨著電力行業(yè)市場逐漸進(jìn)入多元化，不斷強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置的性能，實(shí)現(xiàn)其自動化，成為我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的主要目標(biāo)。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，智能化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等許多先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)自動化技術(shù)中，有利于實(shí)時(shí)保護(hù)與控制電力系統(tǒng)在運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)發(fā)生故障，將損失降到最低。因此，在電力系統(tǒng)中，全面采用繼電保護(hù)自動化策略十分必要，能更有效地保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

繼電保護(hù)自動化技術(shù)被應(yīng)用在于電力系統(tǒng)運(yùn)行中，一方面，電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)提出問題所在并對其進(jìn)行分析;另一方面，通過對后臺監(jiān)控、測量表計(jì)、遠(yuǎn)動等自動化裝置對電網(wǎng)安全運(yùn)行進(jìn)行有效控制，可以減少風(fēng)險(xiǎn)，提高整個(gè)電網(wǎng)的安全水平。

2電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的自動化策略分析

2.1加強(qiáng)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

為了加強(qiáng)我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)模，電網(wǎng)調(diào)度中心逐漸加大了對繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)的建設(shè)，加強(qiáng)對其故障信息的管理，在系統(tǒng)上故障建設(shè)上采用更為先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的自動化、網(wǎng)絡(luò)化管理。首先，要加強(qiáng)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其自動化策略，以維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高其安全性。在繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要根據(jù)電網(wǎng)管理特點(diǎn)選擇組建模式，一般在電網(wǎng)調(diào)度中心設(shè)置主站，變電站及熱電廠設(shè)置子站，并通過信息網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)調(diào)度中心聯(lián)系。目前繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式主要有二級管理模式（主站/子站）、三級管理模式（主站/分站/子站）、三級管理模式（主站/分站）等幾種。

二級管理模式（主站/子站），主要將主站設(shè)置在電網(wǎng)調(diào)度中心，其子站一端設(shè)置在廠站端的方式來設(shè)計(jì)繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)，能極大地減少信息傳輸?shù)墓ぷ髁?，常?yīng)用于規(guī)模較小的維電保護(hù)信息管理系統(tǒng)中。而三級管理模式（主站/分站/子站）是繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的一種，需要分級、分階段進(jìn)行管理，具有多級設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。變電站中高于500KV的數(shù)據(jù)信息直接傳輸?shù)街髡荆陀?20KV的數(shù)據(jù)信息將部分傳到主站或全部傳輸?shù)椒终九c子站中，具有選擇性。對于三級管理模式（主站/分站）的結(jié)構(gòu)建設(shè)就相對簡單，有效避免了數(shù)據(jù)信息的交互，在功能上與前者沒有太大區(qū)別，將每個(gè)子站與主站間設(shè)置一個(gè)接口，此類模式最為常用。

2.2充分結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)施繼電保護(hù)自動化策略

在電力系統(tǒng)中，充分結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)用其先進(jìn)的技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的自動化，進(jìn)一步提高其自動化能力。首先充分利用計(jì)算機(jī)微型化技術(shù)，不斷優(yōu)化與升級繼電保護(hù)裝置的體積設(shè)置，實(shí)現(xiàn)更精密的保護(hù)功能;其次，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效的運(yùn)算與決策能力，能更有效地促進(jìn)繼電保護(hù)裝置處理電力系統(tǒng)各種故障的能力與速度，進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性;最后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高儲存量與精準(zhǔn)性技術(shù)，能不斷擴(kuò)大繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行內(nèi)存，快速并準(zhǔn)確找出與排除電力系統(tǒng)中的故障問題，提高繼電保護(hù)自動化運(yùn)行效率。

2.3充分集合控制、檢測與保護(hù)數(shù)據(jù)于一體

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是一項(xiàng)綜合性的工作，充分集合控制、檢測與保護(hù)數(shù)據(jù)于一體是實(shí)現(xiàn)其自動化策略的必要的功能、特征。繼電保護(hù)裝置通過對電力系統(tǒng)中的線路、變電器等電力設(shè)備行檢測與控制，以網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方式，獲取故障的相關(guān)信息與數(shù)據(jù)，并將取得的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，避免缺失，然后將其完整地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制中心，進(jìn)行處理。隨著繼電保護(hù)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，控制、檢測與保護(hù)數(shù)據(jù)一體化功能的實(shí)現(xiàn)，將進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的維護(hù)能力。

2.4利用自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置間的智能互動

隨著現(xiàn)代生活對供電可靠性要求越來越高，已具備兩回線及以上的多回供電線路，可通過備自投裝置來提高供電可靠性。然而，傳統(tǒng)備自投裝置只能根據(jù)本站母線電壓及相關(guān)判據(jù)進(jìn)行邏輯判斷，在某些特殊的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式下，傳統(tǒng)備自投存在判斷上的盲點(diǎn)，即便根據(jù)本站判據(jù)正確動作，也不能保證可靠供電。借助自動化技術(shù)，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)備自投（區(qū)域備自投），或?qū)崿F(xiàn)各站備自投裝置的互聯(lián)配合，可以提高區(qū)域性備自投互聯(lián)互動的能力，極大提高區(qū)域供電可靠性。

結(jié)語

繼電保護(hù)自動化策略的運(yùn)用，對我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著十分重要的作用。在計(jì)算機(jī)技術(shù)全面普及的背景下，充分結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，不斷加強(qiáng)對繼電保護(hù)自動化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，逐步實(shí)現(xiàn)控制、檢測與保護(hù)數(shù)據(jù)的一體化功能，能大大提高繼電保護(hù)裝置處理與排除故障的能力，進(jìn)一步維護(hù)我國電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。同時(shí)，對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動化策略的研究，不僅在一定程度上也促進(jìn)了我國電力行業(yè)的繁榮，而且也推動了繼電保護(hù)自動化技術(shù)的發(fā)展。

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