對繼電保護在變電站自動化系統(tǒng)中探討

彭斌

[摘 要]隨著變電站綜合自動化以及繼電保護裝置的廣泛應用，不僅促進了電力系統(tǒng)發(fā)展，同時也增加了運行人員獲取更多設備信息難度。本文結(jié)合我國繼電保護在變電站自動化系統(tǒng)的應用，繼電保護功能系統(tǒng)、測距原理以及綜合繼電保護系統(tǒng)發(fā)展進行了簡要的探究和闡述。

[關鍵詞]繼電保護；變電站；自動化系統(tǒng)；功能分析

[中圖分類號]F407.61

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0367-02

隨著科學技術以及電網(wǎng)建設日漸成熟，我國電網(wǎng)繼電保護綜合自動化系統(tǒng)得到了良好的發(fā)展，不僅在變電站客戶機信息搜集、保護、網(wǎng)絡信息傳輸?shù)玫搅藦V泛的應用，同時在EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、穩(wěn)定計算分析以及故障處理中都得到了良好的應用。由于系統(tǒng)繼電保護、方式、調(diào)度、通信、運動以及變電站綜合自動化相關技術，需要大量專業(yè)人員配合，在目前的發(fā)展狀況來講，難以實現(xiàn)繼電保護自相適應。為了從根本上保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行，在增強繼電保護正確運作效率的同時，不斷滿足電力系統(tǒng)運行要求；在實際工作中，必須遵循圖紙、規(guī)程相關要求，在正確分析電路硬件構成的同時，實現(xiàn)軟件邏輯功能；根據(jù)保護規(guī)律、原理，逐步積累工作經(jīng)驗，找出實際存在問題，有針對性的進行解決。

一、繼電保護系統(tǒng)構成以及測距原理

（一）繼電保護系統(tǒng)構成

從電力系統(tǒng)電網(wǎng)角度來看，電網(wǎng)繼電保護綜合系統(tǒng)是信息獲取的主要途徑，電網(wǎng)參數(shù)結(jié)構通過調(diào)度中心獲取；輸送潮流以及設備運行狀態(tài)，通過EMS獲得，由于必須經(jīng)過調(diào)度下令，在保護裝置信息投遞中由現(xiàn)場執(zhí)行。因此，在實際調(diào)度系統(tǒng)管理中，投遞信息可以根據(jù)繼電保護系統(tǒng)特點，從變電站監(jiān)控體系獲得；通過微機保護裝置特點，獲得系統(tǒng)構成保護裝置異常以及故障狀況；通過了解故障錄波器以及微機保護系統(tǒng)，獲得電力系統(tǒng)網(wǎng)絡故障信息。

（二）繼電保護故障準確度以及測距

在變電站自動保護裝置故障錄波器、保護裝置故障測距中，由于500kv電站行波測距裝置主要采用xc-21輸電線路裝置，當繼電保護裝置出現(xiàn)電流暫態(tài)行波信號時，通過系統(tǒng)特點進行測量。在當代微電子技術研制中，繼電保護系統(tǒng)裝置采用A型、D型以及E型測距法進行測量。A型測距法，又稱單端電氣量法，主要測量發(fā)生在故障點以及母線反射的故障行波脈沖時間測距，具有無需兩段通信聯(lián)絡、投資低等優(yōu)點，由于系統(tǒng)母線受末端反射影響，在系統(tǒng)測距結(jié)果時，時常有結(jié)果不穩(wěn)定的現(xiàn)象。D型測距又稱兩端電氣量法，主要測量系統(tǒng)故障行波脈沖與兩端母線的測距，具有測距結(jié)果可靠、原理簡單等優(yōu)點，但是在實際應用中，由于自身特點影響，必須在系統(tǒng)兩側(cè)進行通信聯(lián)絡。E型測距主要是記錄系統(tǒng)故障重合閘的滋生的各種暫態(tài)行波測距。

1、單端電氣量行波測距原理

在變電站自動化系統(tǒng)中，一旦監(jiān)視線路發(fā)生故障，繼電保護電流會直接在母線以及故障點之間進行來回反射。在高通模擬濾波中，根據(jù)行波波頭脈沖，將母線測距裝置直接接人電流互感器二次側(cè)行波信號中；通過系統(tǒng)故障點反射的行波脈沖與母線初始行波脈沖時間差，進行測距以及暫態(tài)電流行波波形記錄。

2、兩端電氣量行波測距原理

根據(jù)變電站自動化系統(tǒng)特點，在線路兩端裝置測距時，記錄母線到下行波波頭時間，得到系統(tǒng)故障距離。在兩端測距法中，根據(jù)行波波頭分量特點，不僅減少了投射行波和后續(xù)反射等程序，并且具有測距結(jié)果可靠、原理簡單等特點。由于系統(tǒng)兩端測距必須在GPS時鐘同步以及兩端裝設測距裝置中進行，通過交換記錄通訊故障初始行相關信息，獲得系統(tǒng)故障距離。在電流互感器行波信號暫態(tài)電流中，由于不需要耦合信號設備，一般使用獨立于CPU的采集單元超高速數(shù)據(jù)，抵消CPU速度慢帶來的影響，緩存記錄暫態(tài)行波信號。在裝置可存儲4次故障波形以及10次測距故障結(jié)果時，根據(jù)變電站特點，確保裝置記錄數(shù)據(jù)完整性；當故障信息越多時，系統(tǒng)故障位置、故障性質(zhì)、故障距離檢測越準確；在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫調(diào)度中，由于已經(jīng)存儲了所有的平行線路距離、參數(shù)設備以及互感情況信息，當EMS數(shù)據(jù)系統(tǒng)共享時，得到系統(tǒng)故障一次設備運行狀態(tài)。繼電保護故障發(fā)生后，通過線路兩端故障錄波器收集以及客戶機保護，獲得故障報告，上傳服務器；調(diào)度端通過綜合利用信息，在簡單計算系統(tǒng)故障的同時，明確系統(tǒng)故障性質(zhì)以及定位情況。

二、變電站自動化系統(tǒng)繼電保護功能

（一）繼電保護事故分析以及輔助決策

當變電站自動化系統(tǒng)出現(xiàn)事故時，由于通常會伴隨保護誤動作，傳統(tǒng)事故主要由人進行分析，受水平、經(jīng)驗影響，經(jīng)常出現(xiàn)偏差。在電網(wǎng)繼電保護中，變電站通過綜合搜集故障運行狀態(tài)以及變電站保護情況，在綜合線路兩端保護的同時，對同一端保護信息進行模擬探究；通過“故錄”取樣以及保護依靠，進行數(shù)據(jù)計算，從而準確使用最佳的繼電保護輔助決策。

（二）保護裝置狀態(tài)檢修

在變電站自動化系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析存在二次回路養(yǎng)護不佳、缺陷以及廠商制造不達標等現(xiàn)象，導致變電站繼電保護出現(xiàn)不同程度的誤動作現(xiàn)象。因此，在繼電保護系統(tǒng)中，加強繼電器變?yōu)閮A斜、脫軸、燒傷、外殼、整定值位置、繼電器圓盤轉(zhuǎn)動、壓板轉(zhuǎn)換開關、信號以及氣味檢查，根據(jù)微機型保護裝置存儲故障報告以及自檢特點，綜合使用自動化系統(tǒng)，保障繼電保護裝置順利檢修。

變電站自動化開關跳閘后，首先應該明確動作情況，在恢復送電的同時，將掉牌信號進行保護，在計入保護動作以及值班記錄的同時，對相關工作進行檢修。當檢修工作涉及變電站自動化系統(tǒng)保護裝置時，通過和供電部門及時聯(lián)系，切換變電站自動化系統(tǒng)保險卸裝以及開關轉(zhuǎn)換工作。

（三）變電站系統(tǒng)可靠性分析以及綜合化展望

在變電站自動化裝置可靠性分析中，通過繼電保護系統(tǒng)保護裝置、保護裝置情況、服役周期以及異常率交換情況，實現(xiàn)變電站繼電保護裝置可靠性分析。當變電站自動化系統(tǒng)保護信號傳輸位置出現(xiàn)偏差時，由于暫時無法解決，不僅降低了保護系統(tǒng)依賴性，同時對系統(tǒng)可靠性也造成了很大影響。在遠程定值調(diào)整中，為了系統(tǒng)運行效率，通過系統(tǒng)保護配合的方式，從根本上避免保護拒動造成事故擴展。

為了保障變電站自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)，在充分考慮繼電保護整定計算的同時，根據(jù)傳統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)實時動作、事先整定等特點，確保繼電保護始終符合運行方式變化。為了保障事先整定定值始終符合運行方式變化，根據(jù)動作延時狀況、零序電流保護特點、運行方式失去配合以及一次系統(tǒng)限制等具體情況，依靠變電系統(tǒng)自動化電網(wǎng)技術、設備力量，進行數(shù)據(jù)收集；在兩端線路電流、電壓審核中，保障系統(tǒng)在線監(jiān)測。

結(jié)束語：

隨著電力系統(tǒng)繼電保護裝置大力發(fā)展，變電站自動化系統(tǒng)繼電保護水平不斷增強，各種變電站智能設備開關量、模擬量、設備狀態(tài)不斷增加，在電力系統(tǒng)運行時，通過設備運行特點，獲得一、二次設備相關信息。目前由于微機型二次設備主要利用功能設備的特點，在大量設備信息流失的同時，很多信息都不能得到充分利用；因此，在電力系統(tǒng)應用中，必須根據(jù)電網(wǎng)整體特性，在確保電網(wǎng)安全的同時，增強繼電保護在變電站自動化系統(tǒng)的應用效益。

參考文獻

[1]熊繼發(fā)，袁德芳.淺析自動化系統(tǒng)在繼電保護中的應用及其檢修分析[J]科技與生活，2010，（17）：13，22