探析繼電保護在自動化變電站中的運行及維護

余小宇

（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠511500）

所謂繼電保護，就是一種可以實時對電力系統的運行狀態進行檢測的裝置，一旦該裝置發現電力系統出現異常運行情況，就是在第一時間發出故障警報，并自動執行一系列故障隔離或切斷措施，從而有效降低故障嚴重程度，保證其他電力系統的運行安全。由此可見，繼電保護裝置在電力系統運行過程中有著至關重要的作用，應用于自動化變電站中可以提高變電站的風險防控質量，具有很強的現實應用價值，相關行業工作人員應當對此引起足夠重視。

1 繼電保護裝置作用原理

當電力系統發生故障時，通常其工作頻段的電氣量會發生以下變化：其一是電流會變大，短路會造成故障點和電源之間的電氣設備以及輸電線路內電流負荷超過額定范圍。其二是電壓會減小，通常越靠近 故障點其電壓降低幅度就會越大。其三是電流和電壓的相位角以及線路阻抗會發生變化。而繼電保護裝置可以根據電力系統中的電氣量變化，而判斷出線路故障，從而及時觸發報警系統，向工作人員發出報警信號。在這個過程中，繼電保護裝置最重要的功能是要能夠正電力系統的異常運行到底是正常狀態還是確實屬于運行故障，而且還要能夠準確辨別故障位置，這樣才能給電力系統維護人員提供可靠的數據參考依據，從而提高維修效率和維修質量，最大程度降低安全事故損失。而故障識別功能的實現就是靠區分電力系統中的電氣量變化特征得以實現的，整個故障判斷和保護過程基本上都是由計算機程序來控制，具有很高的自動化水平。

2 自動化變電站中繼電保護裝置的應用現狀

將繼電保護裝置的調試和維護操作都比較簡便，性能也比較可靠，目前在我國自動化變電站中已經得到了廣泛應用。該裝置功能比較多樣，而且可以根據實際變電站運行需求進行靈活配置，裝置內邏輯回路動作準確率高，且易于操控，通過終端設備進行遠程遙控即可進行監測和調試，這在很大程度上解放了人工勞動力，提高了電力系統保護效率。此外，近年來我國的GPS衛星定位技術呈現出高速發展狀態，自動化變電站中的繼電保護系統也充分融入了該項技術，有效實現了對電力系統故障的錄波功能，更加提高了故障檢修的精準度和便捷度。總體上來看，繼電保護裝置在自動化變電站中的應用空間十分廣闊，但是與其他發達國家相比，我國在該類英語的技術水平還有待進一步完善和提高，尤其是在新時期背景下，變電站的技術應用越來越先進，這對繼電保護裝置的性能標準提出了更高的要求。

3 繼電保護在自動化變電站中的運行和維護管理

3.1 綜合管理布局

繼電保護是個系統化的復雜過程，應用于自動化變電站中，對變電站的運行安全影響極為重要，所以相關行業工作人員必須本著嚴謹、嚴肅的態度對繼電保護裝置的整體運行情況進行綜合管理布局。但是并非任何組織部門都具備繼電保護管理資質，不同的自動化變電站對繼電保護裝置的運行功能要求存在很大區別，在加上繼電保護裝置多種多樣，其實際應用運行效果也會產生較大差異。所以在實際運行管理過程中，各自動化變電站應當與具備專業繼電保護資質的廠家合作，并且在配備繼電保護裝置時，不能單純從經濟效益角度考慮其管理布局，更應該從繼電保護設備的產品質量以及性能等方面進行綜合評估，從中選擇性價比最高的繼電保護配置方案，合理進行綜合布局管理，這樣才能最大程度保障自動化變電站運行安全，減少安全事故的發生幾率，從而給電力企業創造更加長期穩定的經濟效益。

3.2 選型設計管理

選型設計是自動化變電站中繼電保護裝置應用和運行管理的核心環節，只有做好設備選型，才能為后續電力系統保護奠定良好的基礎。具體而言，在選型設計階段，相關行業工作人員要立足長遠，結合變電站未來一定時期內的發展規劃以及市場的發展趨勢，以發展的眼光制定具有前瞻性的繼電保護措施。也就是說，變電站繼電保護選型設計既要滿足當前的運行需求，又要留有足夠的可調整空間。尤其是在當前自動化技術日新月異的時代背景下，變電站未來幾年內很可能需要再一次面臨設備大更新。而且當代電子產品數量和種類越來越多，未來人們的用電需求也會越來越大，變電站的規模也會有所擴建，這些問題相關繼電保護選型設計人員在進行方案制定時都要做到全面考量和預備。需要注意的是，在進行繼電保護裝置選型設計時，應盡量避免選用處于過渡型期或者雖然設備比較新型，但是性能不太穩定的設備，這樣很容易導致實際運行過程中發生線路故障或設備功能沖突，反而會增加變電站運行成本。除此之外，選型設計管理要有全局觀念的意識，使繼電保護、測量、信號的控制等有機的配合在一起，保證該系統一直處在正常的運行狀態之中，從而為變電站的設備更新及其改造創造更大的設計控制。現階段變電站繼電器保護選型設計可以先將傳統的變電站預告警鈴及電壓監測等功能保留下來，從而可以有效避免出現數據的遠傳或者網絡故障，以便隨時切換到人工值守的狀態或者相關模式，以確保電力系統的正常運行。

3.3 安裝調試管理

在綜合自動化變電站建設中，繼電保護涉及測量表計、直流系統、后臺監控等設備。因此必須在調試階段內，明確繼電保護與這些設備間的責任界限與分工，相互配合協調；做好基礎數據的錄入，系統數據庫的建立以及對各設備進行聯合調試等等工作。對于繼電保護裝置的新安裝校驗，必須對裝置加入額定電壓，模擬系統可能發生的各種故障，做裝置的整組模擬、傳動試驗，確保裝置各條邏輯回路的正確性得到驗證。微機保護功能先進，但這并不就意味著微機裝置工作可靠性大、安全系數高。保證繼電保護及自動化裝置的背板、端予排、壓板、插頭的接線牢固，做好光纜、網絡線防外力破壞的措施。應做好工程關鍵質量點的控制，因為整個系統最終運行好壞將通過其反映。在變電站綜合自動化改造中，許多運行設備無法停電。但可利用技術手段，做好安全措施，采用模擬開關對新裝置進行校驗，完成不停電工作。積累施工經驗，制定典型的不停電作業規范和繼電保護安全措施，確保施工安全。

3.4 繼電保護裝置維護管理

繼電保護裝置維護管理對自動化變電站的運行安全同樣有著不可忽視的影響，相關變電站應當對此給予足夠的重視。首先，要加強對變電站設備操作人員的技能培訓，設備操作者對設備的熟悉程度以及操作能力的專業度等，都會直接決定設備維護效率以及維護質量。所以設備操作人員需在繼電保護裝置投入使用之前，就對各類設備進行深入學習，了解其運行方式、線路特征以及程序調控方法等，以便在發生故障時可以第一時間采取正確有效的方法進行解決和處理。其次，變電站還應加強對繼電保護裝置的巡視檢查力度，合理安排巡視班制，并且要做好相關巡視記錄，以便后期發生異常可以進行查閱比對。特別是在炎熱高溫的惡劣天氣條件下，繼電保護設備容易因為外界溫度過高導致設備內部運行熱量難以散發，從而造成零件損壞，影響其功能的正常發揮，此時巡檢人員應當根據天氣變化及時對繼電保護設備間的溫度進行合理調節，以保證設備處于健康運行狀態。再者，自動化變電站還可以充分利用自身的自動化技術優勢，完善繼電保護系統的遠程監控以及遙測和遙調等功能，對繼電保護設備進行全天候的狀態監控，并設定相應的信號預警程序，以提高系統故障預判能力。除此之外，相關工作人員還要做好變電站的室外二次回路維護工作，因為經過自動化改造后，許多室外設備都增加了直流回路，加強繼電保護裝置對此部分接地回路的維護力度，有主語減少室外直流接地故障。

4 結論

綜上所述，繼電保護在自動化變電站中的運行和維護是一項較為復雜的工作，要保證繼電保護系統的良好運行，相關行業工作者不僅要結合變電站當前所使用的自動化技術，合理選擇繼電保護設備類型，科學設計繼電保護措施，同時還要做好相關運行調試，并加強后期運行維護管理，充分融合傳統管理模式和自動化管理技術，提高繼電保護運行維護管理效率及管理質量，這樣才能真正發揮繼電保護的優勢，為變電站安全運行保駕護航。