110kV變電站的自動化繼電保護策略初探

崔曉 熊宇 曾貴娥

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，電力行業的各項技術也在不斷進步，變電站也逐漸向自動化運維靠攏，繼電保護作為變電站中維護設備安全、保持供電網穩定運行的重要部分，更需要自動化技術對其進行支持，這樣才可以讓電網更加穩定地運行。本文通過對110kV變電站的自動化繼電保護進行研究和分析，從繼電保護的相關原理和實施內容入手，通過分析自動化技術在相關的繼電保護上的配置，對如何實施進行初步的探究。

關鍵詞：110kV變電站；自動化；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.131

0 引言

在供電系統的運行過程中，因為設備長期運行隨時會有發生異常告警或故障的情況，當故障嚴重時就會造成電力系統的中斷，這樣會影響整個供電系統的可靠和穩定運行，同時對于電力設備也會造成一定的損害。繼電保護裝置可以在故障發生時對故障范圍進行定位并及時發出報警信息，同時當電力系統不穩定時及時切斷電源，這樣可以對相關設備進行保護，同時也防止了故障范圍進一步加大。應用自動化技術對繼電保護裝置進行改進，可以促使變電站平穩、安全的運行，有助于電力行業的發展。

1 繼電保護裝置的原理及配置

（1）繼電保護的原理。繼電保護是變電站自動化運維的代表之一，它可以在電力系統提示異常或者發生故障時及時進行告警和應對處理，也擔負著日常監測電力系統中各項指標的工作，所以說它是維護供電系統穩定運行的重要手段。當電力系統遇到不可處理的事故時，繼電保護裝置還可以迅速斷開電器元件的供電，對電器元件和電力進行保護。所以說，繼電保護裝置需要對電氣系統的物理量變化進行實施監控，需要保持自身的靈敏和可靠，對故障進行迅速的判斷和定位，選擇相應的斷路器并迅速斷開。

（2）繼電保護的配置方案。繼電保護裝置在電氣系統中的具體應用主要分為兩種：常規保護配置和集中保護配置。

1）常規保護配置。常規保護配置是根據電氣系統的不同環境、不同參數進行個性化配置的，通過變壓器、母線、饋線、電容器等設備進行靈活的設置，通過與測控設備相結合組合成自動化保護系統。

常規保護配置通過更換之前電氣系統的交流量輸入插件、I/O接口插件、CPU處理器，改用GOOSE光纖通信接口、數據采集光纖接口等通訊接口來實現數字化，這樣可以實現數據的實時、高速傳輸，并且繼電保護可以及時收集到系統并完成處理。

2）集中保護配置。集中保護配置是在通信技術的不斷發展中衍生的，通過光纖接口與外網相連接，通過數據傳輸到計算機軟件上，實現軟件的實時處理，可以對電氣設備各環節的運行情況進行靈活的監控，這樣可以靈活分析各種設備的故障并及時處理，實現對電氣系統中的各個設備進行集中管控和保護。

2 110kV變電站的自動化繼電保護的實施策略

（1）變壓器接地端的保護策略。首先需要延長放電間隙過流保護的時間，一定要留出足夠的時間去切除接地的故障，同時對不接地變壓器放電間隙過流保護的時間進行預留。在變壓器運行過程中，相對于放電間隙過流保護來說，零序過電壓保護更為有效，所以對于110kV變電站來說，在接地端110kV母線的搭建中一定要加裝三相電壓互感裝置，這樣可以使接地端的保護更為有效和靈活。

（2）保證直流電源的穩定。當繼電保護裝置的直流電源遇到低壓故障時，直流電源一旦消失，會對電力系統造成嚴重的破壞。因為直流電源的突然消失會造成斷路器的爆炸，這樣會燒毀電氣設備。所以實施自動化繼電保護的前提是保證直流電源的穩定不中斷，兩個相鄰的繼電保護裝置不能采用一個直流電源進行供電。

（3）減少低壓側近區故障。想要減少電力系統中低壓側近區故障的發生，需要增加電流速斷的分析和保護，在高壓側負荷電壓出現過流情況，低壓母線靈敏度不足以反應，就可以在低壓側增加過流保護裝置。同時也應該增設母線保護裝置，因為低壓母線可能有短路容量大的情況，這時單純依靠變壓器低壓側的限時速斷保護措施不能對母線進行很好的保護，所以要增加母線保護裝置，這樣可以縮短母線故障排錯的時間。最后要縮短低壓側近區保護級差，在系統更換元件時選用時間精度更高的元件，這樣可以提高系統故障反應的速度，提高系統的安全性。

3 110kV變電站自動化繼電保護需要注意的問題

（1）及時檢查。在變電站全部實現自動化管理后，要在計算機上的監測程序對于系統的運行情況、電磁裝置和晶體管等設備狀態進行實時監控，這樣可以與繼電保護裝置相配合，及時發現系統中的問題并靈活處理。同時檢查要具有針對性，通過對異常指標進行分析重點監控系統中存在隱患的部位，這樣可以增加檢查的效率并提高電氣系統的安全性。實現自動化管理不意味著可以全部采取自動作業，定期籠統的檢查不能及時反饋系統中存在的隱患，這樣就無法發揮自動化繼電保護的優勢。

（2）管理裝置配件。由于110kV變電站的繼電保護自動化裝置所運用到的工作模式發生了改變，計算機軟件的引入打破了傳統保護模式的僵局。所以在實施自動化的過程中一定要對繼電保護裝置的各個配件做好管理，避免技術升級換代導致的配件不匹配等問題，這樣會增加檢修的難度，同時也會造成繼電保護不穩定的問題。在電氣系統的自動化改造中一定要注意對裝置配件的管理，這樣才能更好的發揮繼電保護裝置的效果。

（3）部門之間相互協調。實現自動化繼電保護后，需要有關部門之間進行高效的配合和聯動，無論是負責數據通信的部門、負責軟件支持的技術部門還是負責電力硬件的維修部門都要保持密切聯系。使系統實現自動化保護并不是一件一勞永逸的事情，需要各部門及時對自動化系統進行密切的跟進，這樣才可以保證系統的穩定運行。

4 結束語

綜上所述，大型變電站通過提高繼電保護裝置的自動化程度來實現精細管理、迅速排錯、實時跟進的目標十分重要。只要大家不斷充實自己、齊心協力，維護好繼電保護裝置，才可以迅速解決供電系統中隨時發生的告警和故障問題，保證電力系統的穩定運行，同時也維護了整個系統的安全，為電力事業貢獻自己的力量。

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