變電站綜合自動化系統中的繼電保護問題探討

楊永森

【摘 要】近幾年來，自動化技術和微機技術得到了迅速的發展，變電站綜合自動化技術在眾多行業中得到廣泛的使用，變電站綜合自動化技術的主要技術是繼電保護。本文著眼于繼電保護在自動化系統中的作用，綜合闡述繼電保護設計時應該注意的問題和對繼電保護設計的要求，以便于工作相關者參閱。

【關鍵詞】變電站 綜合自動化 繼電保護 變電設備 電網運行

1 引言

近些年來，自動化技術和微機技術得到了迅速的發展，綜合自動化技術在變電站中也開始迅速發展，人們更加重視變電站自動化的應用，概括性的說，其內容大致可以分為：繼電保護系統、監控系統、事件記錄系統三部分，此三部分及相互依賴，有存在一定的對立性，各有分工，協作運行。繼電保護系統相比其他二者，其獨立性更加突出，更明顯，因此在變電站綜合自動化系統中，繼電保護的設計就會有些比較突出的問題需要單獨的拿出來妥善處理和解決。

2 變電站實現綜合自動化的價值和意義

變電站實現自動化，有著重要的意義。第一，變電站實現自動化，很多設備都是由系統自動管理和操作，減小了對人的依賴性，將人從具體的工作崗位上解放出來，間接的減輕了工人的勞動強度，從而避免了人為因素發生誤差的可能性，變電站的運行效率得到提高。第二，電網運行安全性和可靠性得到大幅度的提高，提高了運行環境，進而降低了實際運行的費用和維護費用，但鏈接到保護柜的CT、PT的電纜量相對增加了，這是無法避免的問題。

3 變電站綜合自動化系統對繼電保護設計的要求

繼電保護系統決定著電網的安全穩定運行，對其設計應該充分重視，在對其設計時要考慮到當監控系統和時間記錄系統、通信系統出現故障時，繼電保護所承擔的功能不能受到影響，尤其是繼電保護系統中某承擔跳、合短路器動作信號不能受到影響，保持其在整個變電站自動化系統中的獨立性。所以在具體的繼電保護設計工作中，要滿足一下要求：

（1）要滿足繼電保護裝置數據采集系統的獨立性。主要體現在以下幾個部分：對繼電保護裝置供電電流，電壓線路要單獨從裝置內部引出，對保護裝置進行邏輯判斷的各種開關設置自己獨立的系統，引線也要直接從內部裝置引出，不得與其他設備共用。（2）對于保護裝置，跳合閘回路和對應的保護出口壓板必須設置自己獨立的系統，在保護裝置的面板上顯示必要的動作信號、警告信號，都必須滿足繼電保護轉載能夠單獨使用。（3）當保護裝置鏈接其他系統時，需要鏈接系統必須通過繼電器接觸點，或計算機通訊接口，為了防止其他干擾信號的影響，加強繼電保護的抗干擾性能，鏈接電纜最好采用光纖電纜或者屏蔽電纜，使得繼電保護系統能夠持續穩定可靠的工作。（4）模塊化設計、生產的應用，能夠提高設計以及制作的質量，且能大批量化生產，同樣模塊化標準設計也能應用于繼電保護裝置這一領域，按照標準化模塊設計，既能提高保護裝置的質量，又能降低其生產費用。

4 變電站綜合自動化系統中有關繼電保護的問題

4.1 關于繼電保護設備安裝的地點問題

目前繼電保護設備安裝分集中式和分散式兩種方式，集中式中保護設備集中安裝在一起，安裝在保護柜內部，并且同意放在控制室內，通過數字量信號來實現與監控系統的聯系，分散式中的保護裝置安裝在開關處，每一個開關配一套保護，每套保護裝置單獨的與監控系統聯系，也是采用數字量信號傳輸。兩種安裝方式各有利弊，集中式是國內常用的，節省電纜，且保護設備運行環境較好，分散式與上相反。國外兩種產品都有使用，目前國內第一種普遍使用，第二種也在開發使用，主要問題要解決與開關設備的配合，尤其是對保護設備的運行環境考核，其中包括溫度和干擾的考核

4.2 關于數據采集共享的問題

繼電保護設備在保證電力系統安全穩定運行發揮著舉足輕重的作用，其數據來源的可靠，穩定要保證絕對的真實，客觀，有效，所以現階段，繼電保護設備不宜與變電站自動化系統其他設備進行數據采集和共享，否者會給保護設備正常運行帶來很大威脅。理由如下：（1）管理方面，容易造成日常管理和維護職責混亂，出現問題不好查明。（2）系統中的不同設備對數據采集速率不同，如果設置一套采集系統，那就要加工成不同速率的數據，難度很大，即使做出來，后期運行穩定以及維護方面要求也比較高。

4.3 關于防止干擾信號入侵保護設備的問題

低壓網絡變電站的運行環境相比高壓系統惡劣，尤其是安裝在開關場處，振動劇烈，開關操作回路電磁干擾嚴重，即使集中布置在控制室內，在缺少空調設施的場所，溫度環境也難以保證，這些都必須在設計保護系統時候加以考慮。在低壓配電網絡中，直流電壓波動幅度很大，甚至超過規定標準范圍，短路電流水平也很大，有時可達40倍額定電流，這些都會對保護裝置產生壞的影響，所以設計繼電保護電路時要慎重考慮電子元件的可靠性，耐用性，安全性。

4.4 關于建立開發系統的問題

建立開放系統，可以是變電站自動化這門技術得到迅速發展和應用，然而建立開發系統，必須要求建立一個統一的聯絡關系，使得任意選用和直接接入任何一個廠家的設備或者系統而不需要增加相關的數據轉換接口，使得不同設備制造廠家的相容性和互換性得到統一起來，國外此類技術已經取得了發展，我們國家目前還無法做到繼電保護與監控系統的統一，這在實際工作中給用戶帶來諸多不變，希望各部門借鑒國外經驗，盡快解決這一難題。

5 結語

本文通過分析了繼電保護系統設計存在的問題，以及相關的解決方法，希望相關從業人員，在以后的設計和使用中，能夠從分重視，提高自己的科學使用意識，加強設計行業規范自律，考慮實際運行的運行環境，采取適當的措施來解決繼電保護裝置的高效率運行，使得變電站綜合自動化這門技術能夠更廣泛的得到應用和發展。

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