電網繼電保護自動化控制系統相關分析

王云松 童振華

摘要：電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。近些年，計算機和網絡技術的飛速發展，使綜合利用整個電網的一、二次設備信息成為可能。電網繼電保護綜合自動化系統就是綜合利用整個電網智能設備所采集的信息，自動對信息進行計算分析，并調整繼電保護的工作狀態，以確保電網運行安全可靠的自動化系統。

關鍵詞：電網繼電保護；自動化；控制系統

一、電網繼電保護的作用

第一，當電力系統中的某個設備發生故障時，由繼電保護裝置自動、迅速、有選擇地將故障設備從系統中切除，以保證系統中無故障部分繼續運行；第二，電力系統中的某個設備出現不正常運行工作時，由繼電保護裝置自動地發出相應的信號，提示值班人員注意或作出相應地處理，以消除異常運行狀態。

二、電網繼電保護綜合自動化系統構成

從電網的角度來分析，電網自動化系所獲取信息的途徑。電網的具體參數可以從總部調度中心獲得；一次設備運行的狀態可以用EMS系統獲得；保護裝置的投退信息，由于必須通過調度下令，由現場執行，因此，可以從調度管理系統獲得，并從變電站監控系統得到執行情況的驗證；保護裝置故障及異常，可以從微機保護裝置獲得；電網故障信息，可以從微機保護及微機故障錄波器獲得。通過以上情況我們可以發現，繼電網的自動系統所獲取的信息是非常充足全面的。利用所獲得的信息資源，建立客戶和服務器的完整系統結構，將整個系統分為幾個部分，使用客戶機和服務器來實現這些功能。如此就可以把系統的資源完全利用起來，減少期間網絡信息的壓力，提高整個自動系統的效率。客戶機可以設置在電網的變電站，它與服務器的數據流通不大，只有在電網出錯或者發生較大的故障之后才會傳輸數量巨大的信息到服務器。所以，在有條件的情況下兩者之間的所建立的通信通道盡量采用廣域網的方式，如果實在沒有條件可以使用調制解調器的異步通信方式。

三、電網繼電保護綜合自動化系統的功能

（一）實現繼電保護裝置對系統運行狀態的自適應

電網繼電保護的整定計算十分復雜，由于傳統的繼電保護以預先整定、實時動作為特征，保護定值必須適應所有可能出現的運行方式的變化。電網繼電保護綜合自動化系統可以徹底改變這種局面。只要在調度端的服務器安裝故障計算及繼電保護定值綜合分析程序，依靠從EMS系統獲得的系統一次設備的運行狀態，就能夠迅速準確的判斷出當前繼電保護裝置整定值的可靠性，如出現部分后備保護定值不配合時，根據從調度管理系統獲得的線路縱聯保護及母差保護的投入情況，確定是否需要調整定值。如果需要調整，可通過調度端服務器向變電站的客戶機下達指令，由客戶機動態修改保護定值，從而實現繼電保護裝置對系統運行狀態的自適應。以上所有計算分析工作，都依靠調度端服務器實時自動完成，這樣，繼電保護整定值就無需預先考慮那些出現機率很小的組合方式，從而解決困擾繼電保護整定計算工作的不同運行方式下可靠性與選擇性存在矛盾的問題。為提高可靠性，保護定值的自適應可與調度系統的檢修申請相結合。當電網繼電保護綜合自動化系統從調度管理系統獲得計劃檢修工作申請后，即通過計算分析，事先安排定值的調整，并做相應的事故預想，從而大大提高系統繼電保護裝置的效能和安全水平。

（二）實現對各種復雜故障的準確故障定位

目前的保護和故障錄波器的故障測距算法，一般分為故障分析法和行波法兩類。其中，行波法由于存在行波信號的提取和故障產生行波的不確定性等問題而難以在電力生產中得到較好的運用。而通過電網繼電器保護綜合自動化系統，可以徹底的解決這類情況。由于數據庫中已經儲備了所以一次設備參數和線路距離、互感等情況，通過系統的數據，可以知道前一次系統運行的狀態。故障發生后，機組把故障上傳到服務器。調度服務器上的信息來進行對比，經過計算，從而可以將故障精確的定位。

（三）完成事故分析及事故恢復的

繼電保護輔助決策系統發生事故后，往往有可能伴隨著其它保護的誤動作。傳統的事故分析由人完成，受經驗和水平的影響，易出現偏差。由于電網繼電保護綜合自動化系統搜集了故障前后系統一次設備的運行狀態和變電站保護和故錄的故障報告，可以綜合線路兩端保護動作信息及同一端的其它保護動作信息進行模糊分析，并依靠保護和故錄的采樣數據精確計算，從而能夠迅速準確的做出判斷，實現事故恢復的繼電保護輔助決策。

（四）實現繼電保護裝置的狀態檢修

根據以往的統計分析數據，設計存在缺陷、二次回路維護不良、廠家制造質量不良往往是繼電保護裝置誤動作的主要原因。由于微機型繼電保護裝置具有自檢及存儲故障報告的能力，因此，可以通過電網繼電保護綜合自動化系統實現繼電保護裝置的狀態檢修。

（五）對系統中運行的繼電保護裝置可靠性進行分析

通過與繼電保護管理信息系統交換保護配置、服役時間、各種保護裝置的正動率及異常率等信息，電網繼電保護綜合自動化系統可以實現對繼電保護裝置的可靠性分析。特別是當某種保護或保護信號傳輸裝置出現問題，并暫時無法解決時，通過將此類裝置的可靠性評價降低，減輕系統對此類保護的依賴，通過遠程調整定值等手段，實現周圍系統保護的配合，防止因此類保護的拒動而擴大事故。

四、結語

總而言之，隨著我國電力系統向高電壓、大機組、現代化大電網發展，繼電保護技術及其裝置應用水平獲得很大發展。繼電保護的基本性能要求是選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。隨著新技術、新工藝的采用，繼電保護綜合自動化系統的可靠性、運行維護方便性也不斷得到提高，繼電保護技術將達到更高的水平。

參考文獻：

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（作者單位：國網鄂州供電公司）

作者簡介：

王云松（1986.10.16-）；男；湖北；漢；本科；電力工程工程師；繼電保護運維。

童振華（1981.5.17）；男；湖北；漢；本科；電力工程助理工程師；繼電保護運維。