220kV變電站綜合自動化系統與繼電保護研究

熊王斌　丁威

摘要：隨著當前我國經濟的不斷發展以及科學技術水平的不斷提高，工業在我國的經濟發展中占據著越來越重要的地位，同時作為整個工業體系的基礎，電力工業作為最為重要的能源工業之一，一直是我們國家優先發展的對象。文章論述了220kV變電站綜合自動化系統與繼電保護。

關鍵詞：220kV變電站；綜合自動化系統；繼電保護；電力工業；電力能源 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）23-0144-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.071

隨著當前我們國家的經濟發展程度越來越高，電力能源已經成為了當前我們國家進行生產建設以及人民生活水平不斷提升的重要動力，已經成為了人民生活當中完全不可缺少的能源之一。對于電能的使用已經遍布到了我們國家的所有角落，而電力系統所產出的電力本身質量也成為了人們關注的焦點之一。變電站作為當前電力系統的重要中轉站，已經成為了電力系統的關鍵環節。隨著科學技術不斷發展，計算機技術已經滲透到了電力行業，并在其中扮演著十分重要的角色。變電站的綜合自動化系統已經逐步取代了傳統的變電二次系統，成為了當前發展的趨勢。下面本文將主要圍繞220kV變電站綜合自動化系統和繼電保護進行論述。

1 220kV變電站綜合自動化系統

變電站綜合自動化技術主要是指利用變電站的二次計算機系統，通過計算機技術、現代自動化控制技術、網絡通信技術以及對應的圖形顯示技術來實現多種功能集合于一體的監控系統（主要包括電站控制、電站測量、電力信號以及繼電保護和計量等多個方面）。這是一種新型的自動裝置和系統。對于綜合自動化變電站來說，下面的兩個功能是區分于傳統變電站的主要核心：

1.1 防誤監控

隨著220kV變電站逐步自動化、智能化，變電站的監控系統就給新的操作模式下房屋閉鎖的功能提供了十分強大的平臺。自動化變電站充分利用了監控系統所提供的強大技術平臺和隨之而來的大數據信息進行綜合的統籌規劃，在多種信息和軟硬件融合之下，變電站的防誤閉鎖功能變得更加智能化和高效化。事實上，斷路器以及隔離開關的對應位置以及對應的數據模擬信號已經融合到了當前的監控系統當中，利用這些信息我們就可以進行防誤判斷，加上合適的硬件，我們就可以在智能變電站的幫助下進行防誤閉鎖操作，相比較前一代的人工輔助，這種高智能化的處理使得效率大幅度提高。

1.2 自動控制

220kV變電站綜合自動化系統的另一個巨大優勢就是在于全自動的控制功能實現。這樣不但使得現場進行測量的結果完整而且準確，還使得整個后臺操作和控制系統都可以進行事實的分析，對于大數據進行實時計算。這樣運行人員就可以通過電腦進行數據層面上的操作，不僅便于及時檢測出問題，遠程控制所節約的時間還可以保證問題在萌芽階段就被及時處理。

2 繼電保護

2.1 繼電保護系統的存在意義

在當前的電力系統運行當中，各種各樣的外部偶然因素，比如雷電、飛鳥或者各種內部因素，比如電線絕緣的老化以及損壞等都有可能直接造成各種變電站的不正常運行或者是各種故障。在這其中最常見的故障有單相接地、三相接地以及各種短路。為了應對上述的這些不正常情況，電力系統的繼電保護以及安全自動裝置就應運而生。它們的存在意義就是用最快的速度對故障進行切除，對于各種不正常的狀況進行處理并進行自動化技術框架下的電網恢復。在發生個別重大的安全事件的時候，繼電保護系統也可以及時地發出警報信號或者在最危急的時候直接切斷電路，發出跳閘指令，以防止事態的進一步惡化。

2.2 電力系統對于繼電保護系統的主要要求

首先是速度。繼電保護系統的一個重要因素就是對于故障排查的時效性。高速排查出故障就可以對電力系統的運行穩定性進行迅速的維護，同時減少用戶在電壓降低的時候進行強行工作并損壞電路元件的可能性，對故障元件的損壞程度進行進一步控制，讓損失降低到最小。其次是靈敏。所謂的靈敏是指在繼電保護的范圍之內一旦發生了故障或者是出現了運轉不正常的狀態時，不管是出現了什么情況，都可以迅速對故障的來源進行排查，對于短路點的位置或者是短路的類型等都可以進行迅速定位并明確標記出來給維修人員。最后是可靠性。所謂的可靠性定義就是指整個繼電保護專職在它的保護范圍之內，如果出現了各種問題要產生相應的指令和動作，這個裝置不可以對相應的動作進行拒絕。但是如果保護裝置范圍下沒有出現對應動作的情況，那么無論當前是什么樣的情況下，繼電保護裝置都不可以產生相應的動作指令，并且產生對應的誤操作。繼電保護裝置的誤操作以及出現問題時產生的對應的拒絕執行指令動作都會給變電站造成十分嚴重的后果，并且使得繼電保護裝置存在的意義直接被抹殺。因此，對于繼電保護裝置來說，可靠性就是其最為根本的要求。以上的三點要求是自動化變電站對于繼電保護裝置最為根本的要求，也是最為基礎的要求。隨著電力技術的不斷進步，繼電保護裝置承擔的使命還會繼續擴展上升，成為變電站最強的守護者。

2.3 繼電保護檢測

因為當前繼電保護裝置以及對應的安全裝置本身的情況所造成的誤動情況一直并不鮮見，因此我們進行繼電保護裝置的檢測十分有必要。現在我們可以通過GPS定位來進行雙端測試檢測，并且目前的設備發展水平已經達到了故障波形回放的程度，但是在純輸入的角度我們還是要考慮純正弦余波的信號情況。只有在這種情況下我們才可以考慮預定的信號輸出思路，也就是動作自身的特性是通過對當前的實際動作點以及針對的理論動作曲線進行比較才能獲得的。一般說來，這種測試裝置我們也可以利用來進行現場的保護不正確動作查找。在實際的暫態下，保護裝置的動作和行為與穩態下并不一樣，因此實測動作的正確度就是主要的測試目的。

3 結語

我們國家的變電站自動化以及繼電保護已經發展了幾十年，相對來說技術已經比較成熟，對于當前我們國家電力建設要求來說基本達標。但是伴隨著我們國家的電力市場不斷擴大，變電自動化技術的相關要求也會越來越高，仍有很大的發展余地。

參考文獻

[1] 霍山舞.杭州后蒲220kV智能變電站的設計及應用

[D].華北電力大學，2014.

[2] 苗文靜.220kV智能變電站設計方案及應用[D].華北電力大學，2013.

作者簡介：熊王斌（1989-），男，湖北沙市人，供職于國網荊州供電公司檢修分公司，研究方向：繼電保護/電氣工程及其自動化；丁威（1984-），男，湖北天門人，供職于國網荊州供電公司檢修分公司，研究方向：繼電保護/電氣工程及其自動化。

（責任編輯：小 燕）