電力系統的繼電保護與安全自動控制

李元彬

摘 要：本文簡要分析了電力系統的繼電保護與安全自動控制，力求為今后的相關工作提供參照。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；安全自動控制

隨著輸電電壓等級、輸電容量的提高輸電網的不斷壯大，電網對電力系統繼電保護及安全自動裝置的要求越來越高。電力系統繼電保護及安全自動裝置是電力系統安全穩定運行的前沿衛士，因此電力系統繼電保護及安全自動裝置本身的安全性、可靠性等顯得尤為重要。電力系統繼電保護及安全自動裝置在電力系統的生產、輸送、變電以及用戶側均有應用，對電力網的安全穩定運行起著決定性作用。

一、電網調度的安全自動控制

當前時期，電網調度自動化控制的主體就是計算機，其包括了對進行信息的顯示和采集功能，還能夠實時對信息數據進行分析和計算、對控制系統的形成進行有效控制。該控制系統的數據信息顯示與采集系統能夠實時對信息進行采集，且將有關信息在液晶屏上顯示出來，還可以對控制系統工作狀況實行分析、計算、監測和控制。控制系統的遠動端處在變電所與電廠，能夠數據進行采集，調度端處在控制系統的電網調度中心。安全自動控制的要求如下：

1電力設備運行時不得處于無保護狀態，保護裝置應與被保護的電力設備一起投入運行，除特殊情況經總工或分管生產的公司領導批準外。

2繼電保護及安全自動裝置的投入或解除，必須按設備調度管轄范圍劃分，得到相應的值班調度員命令或同意后，才能進行操作。

3進行合環、解環、轉電等操作時間一般限定在30分鐘內，此時可不調整保護定值。但有些保護可能失配，調度人員需先進行潮流計算，因潮流突變會引起保護誤動的應要求調度員調整好潮流方可進行操作。

4計劃停用電壓互感器時，距離等相關保護應退出。對電壓互感器進行操作時，應防止電壓互感器由二次側向一次側反充電。

5在單母線分段接線的變電站，若某一段母線PT檢修或停役而由另一段母線PT轉供時，在母聯（或母分）跳閘或手動分閘時，可能導致PT停役的母線段上多回相關饋路的誤動。因此要盡量縮短母線PT停役時間。

6當某套保護故障時，在報經縣調同意后允許主變單套保護短時運行，但要求及時消缺處理。當非電量保護裝置故障或非電量保護停役時，主變是否運行由公司總工決定。

7當一變電站10kV母線及出線由另一變電站10kV單回線轉供時，要求被轉供的變電站10kV進線保護解除。

8對于主變、發電機等設備的電流差動保護，在出現CT斷線信號后，無法復歸時，要求立即匯報調度并退出各側電流差動保護進行處理。

二、電力系統和供電系統的安全自動化控制

1.電力系統的安全自動化控制

電力系統安全自動化控制能夠對電力的生產、監管以及傳輸環節實行自動化調度、自動化控制和自動化管理。電力系統關聯的東西較多，分布范圍較廣泛，其由輸電配電網、變電所、用電用戶和電廠共同構成，需對控制系統各個構成部分實行統一遠行與統一調度。電力系統安全自動化涵蓋的專業技術包括了電力生產階段的管控調節、自動化監測、生產階段自動化調度、自動化傳輸數據、器件與系統的自動化保護、供電公司的經濟自動化監管。其是以提升管理效率與企業利潤、保證電力系統運行的安全性可靠性、確保供電電壓與供電頻率質量為目標。其最低層為區域性發電廠、區域性變電所和區域性調度中心。直屬發電廠、樞紐變電所和區域調度中心共同構成了電力系統安全自動化的中間層。其最高層就是總控調度中心。在幾個層次中，配電網、變電所和電廠都具備自身的自動化控制系統，構成了多級控制體系。

2.供電系統的安全自動化控制

該自動化控制通常包含了負荷自動化控制、變電安全控制和地區電力調度監測控制。其中，負荷自動化控制重點應用聲頻控制或工頻控制兩類控制模式。變電所安全控制的遠動設備應用可編程序控制器，這種模式未來的發展方向即是滿足無人值守的要求。地區電力調度監測控制的功能和調度中心控制系統相似，可要簡單許多，其通常是由計算機系統構成。

3.供電系統運行方式選擇

盡量避免在同一廠、所母線上同時斷開所連接的兩個及以上運行設備（線路、變壓器），當兩廠、所母線之間的電氣距離很近時，也要避免同時斷開兩個及以上運行設備；在電網的某點上以及與主網相連的有電源的地區電網中，應設置合適的解列點，以便采取有效的解列措施，確保主網的安全和地區電網重要用戶供電；避免采用不同電壓等級的電磁環網運行方式；盡量避免短線路成串成環的接線方式；宜采用環網布置，開環運行方式。

4.微機繼電保護裝置停用

微機繼電保護裝置使用的交流電壓、交流電流、開關量輸入、開關量輸出回路作業；裝置內部作業；繼電保護人員輸入定值。

5.安全自動控制保障

運行或常用的定值一般存放在0區，新下達保護定值將逐步包含定值區間內容；運行人員、調度人員、調試人員、運方人員需對定值單備注欄中闡述的內容特別留意；保護裝置更改定值時嚴格按電力聯營公司縣調調度規程規定要求執行。更改完畢后應將定值通知單內要求填寫的內容填寫清楚，包括版本號、校驗碼、日期、簽名等；電網運行中線路保護的重合閘方式（檢無壓、檢同期、非同期）由調度員根據定值單說明的方式進行切換，定值單無說明的，操作過程中，不對重合閘方式進行切換；電力聯營公司電網低周減載定值按每年度下發的低周減載方案配置表來整定和執行。

三、反事故自動控制裝置

1.電力系統的繼電保護裝置

電力系統中繼電保護裝置是對系統故障采取隔離被保護的設備，其通常安裝在輸電變電線路中，對輸配電線路、發電設備以及變壓設備進行保護。基于系統保護機制，繼電保護設備能夠分成過電流保護機制、方向保護機制、差動保護機制以及距離保護機制幾類。

2.電力系統的安全自動裝置

從電力系統的總體來分析，電力系統的安全保護裝置不應由于電力調度系統的結構與供電結構導致的總體性故障而影響到安全保護系統的正常功能。電力系統安全保護系統在現實的運用中，通常是對系統震蕩、失步解列、全網性頻率惡性下降以及電壓崩潰等嚴重的系統故障進行保護。其采取的安全保護方式基于功能可以分成以下幾類模式：第一，以備用裝置主動投入為核心的，主動備用設備切換裝置；第二，電壓與電流頻率短路保護裝置，該裝置在電路系統中的應用，無法消除電壓與電流頻率故障的情況下，就會基于現實狀況斷開部分輸電線路，以確保總體供電網的運行安全；第三，輸電線中功率過剩情況的控制裝置，輸電線中如果發生功率過剩情況，則會造成輸電線路中電壓提升，對和輸電線路相連的裝置造成損害。此時，系統能夠借助自動化切機設備緊急處置過剩功率；第四，通過自動化解列設備與自動化并列設備，針對系統中震蕩失步問題實行調控。

總結：綜上所述，電力系統事關國計民生，通過繼電保護與安全自動控制，能夠確保電力系統運行的安全性和穩定性，對社會的正常秩序和經濟發展起到積極作用，提高人民生活質量，營造和諧社會氛圍。

參考文獻：

[1]楊興超.電力系統繼電保護與安全自動控制[J].中國科技縱橫.2014（23）：210.