電力系統自動化改造中繼電保護研究

周曉波

摘 要：文章分析了綜合自動化系統的繼電保護裝置，介紹了電力系統自動化中繼電保護的策略，詳細講述了電力系統自動化中繼電保護的可靠性，其中針對切斷故障點、切除故障設備、保護裝置靈敏度等措施，制定了優化方法，致力于促進電力企業的穩定發展。

關鍵詞：電力系統;自動化;繼電保護

中圖分類號：TM774文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.053

隨著我國電力系統的快速發展，其自動化程度也隨之升高，對繼電保護裝置的可靠性提出了更高的要求。因此，要不斷提高電力系統的可靠性，才能保證電力系統的安全運行，進而促進供電技術的創新發展。

1 綜合自動化系統的繼電保護裝置

繼電保護是保證監控設施系統正常運行的關鍵因素，通過反映各個系統組成部分的真實情況，及時發出信號，以便工作人員及時排查問題，找到問題根源。當電力系統某一部分發生可能危及人們生命安全的問題時，繼電保護裝置可以阻斷電流通過，以便在第一時間將發生故障的元件阻斷，使傷害性降到最低，避免危害生命安全。繼電保護裝置對未發生障礙的設備也可以起到保護作用，避免某一設備損壞使整個機電系統報廢的情況出現。電力系統在發生重大事故時，繼電保護裝置可以及時發現故障并發出警報，為工作人員節省維修時間，為維修和完善工作做好充足準備。

2 電力系統自動化中繼電保護的策略

2.1 實現自動化建設

電力系統自動化建設影響著電力系統運行的質量，其通常會被安裝在變電站。通過保護錄波器接口進行信息的采集和分析，將所采集的信息傳輸給有關部門，進而形成電力系統相關的問題報告。自動化系統可以實現對工作人員的監測，防止工作人員疏于職守，對變電站的安全起到保護作用。

2.2 優化自動化設計

繼電保護自動化是依靠電力系統自動化運行的，要提高繼電保護自動化的水平，改進電力系統自動化設計，才能實現低成本、高質量的運行目標[1]。電力系統在制造自動化電子設備時要提高電氣與機械之間的互動，找到適宜的硬件技術，為繼電保護自動化奠定基礎。

2.3 數據信息一體化

繼電保護自動化技術有效的應用，完全取決于與計算機技術的結合，通過互聯網開展電力系統集測量、保護、數據信息和控制一體化工作，實現電力系統中的各個裝置一體化。利用一體化設計可以控制各個保護裝置的功能，保證電力系統發揮出更多的功能。電力系統可以采集到各種各樣的信息數據，計算機和繼電保護網絡要及時保護數據信息，防止電力系統出現故障。當發生故障時，計算機系統要將所搜集到的相關信息傳輸給有關部門，并精確定位故障，方便維修人員第一時間進行處理。

2.4 有效保護變壓器

變壓器是電力系統的重要組成部分，影響著電力系統的安全。電力變壓器的運行，關乎電力系統的穩定。因為其自身具有重要價值，一旦發生故障，會破壞電力系統的正常運行。為了確保供電的可靠性，要嚴格控制其容量和電壓，并設置相應的保護機制。變壓器運行過程中會發生各種各樣的故障，影響電力系統的安全運行。尤其是大容量變壓器的損壞，嚴重影響著電力系統。因此，要及時優化變壓器的保護配置，選擇性能良好、動作可靠的繼電保護裝置。

2.5 智能化監控系統

電力系統的正常運行離不開完善的智能化的監控系統，只有引進先進的現代技術，才能推進電力系統穩定運行。在監控系統中，利用網絡數據、過程控制單元等進行分布性監控、數據傳輸等。電力系統正常運行時，在發生異常情況時，通過智能化監控系統的輔助，可以快速發布監控信號，并對異常情況進行有效監控，從而有效監督電力系統運行情況。

3 電力系統自動化中繼電保護的可靠性

3.1 切斷故障點

電力系統在正常運行時，自動化裝置為解決故障問題而選擇的位置點，被稱為故障點。繼電裝置具有特殊的輸入特征量，并且有多項可靠性指標。當電力系統出現的故障為可維修部分，那么在一定的條件下，繼電保護裝置可以調整特定功能的概率，之后再計算設備進行無故障工作的平均值，并結合不同類型故障的調整時間，減少不可修復裝置的工作時間，避免了時間的大量浪費，同時也增加了維修的成功機率，延緩了設備的平均使用壽命[2]。

電子系統運行時，自動化裝置的電子式互感器在高于常規的電磁型互感器時，電子系統的長時間運行，自動化裝置故障的修復率，與常規互感器的作用是相等的。在第二次回路時，自動化保護裝置會使將銅電纜被通信網絡取代，其證明出現故障的方式是，通信網絡的數值發生變化。當繼電保護裝置基本指標成功率超過正常值時，在電力系統500 m內，自動化裝置會選取一個點切斷故障點，以保護電力系統的正常運行。

3.2 切除故障設備

電力系統在運行過程中，相關設備一旦發生故障，繼電自動化裝置會立即檢測到設備發生故障的具體位置，將故障的位置信息和故障的類型，傳遞給相關工作人員。當故障較為嚴重時，繼電設備在傳輸警示信號的同時會對故障所在的部位實施短時間內切除指令，將失效的程度轉變成信號，傳達給維修人員，以便及時開展維修工作。故障發生模式及后果，如表1所示。

3.3 保護裝置靈敏度

繼電保護自動化裝置內存在一個電子式的互感器，其具有多個獨特的光纖輸入口，在靈敏模塊中起到非常關鍵的作用。電力系統運行發生故障時，光口的發熱量會影響電子式互感器，使采樣數值發生改變，之后采樣值將信息傳遞給自動化裝置與繼電保護，自動化裝置會切換工作方案，使繼電保護裝置調節成冗余方式，以保證電力系統正常運行。繼電保護機制可以通過互感器的數值變化，了解到各線路的運行情況，并定位故障位置。通過繞組變形測試，可以有效檢測到繼電保護裝置的靈敏性。對應靈敏度情況，如表2所示。

4 提升電力系統自動化中繼電保護可靠性的措施

4.1 運用冗余設計

冗余設計主要是指在電力系統出現故障時，繼電保護設備會自動進入安全保護模式，就算出現嚴重故障，也不會對電力系統的運行產生影響。相關工作人員在運用冗余設計時，要結合實際情況和電力系統的理論設計，以保證電力系統各項指標數值準確，提升電力系統的穩定性。

4.2 優化繼電保護設備

完善繼電保護和自動化裝置的管理制度，可以提高其穩定性，保證了整個電力系統的穩定性。要做到及時維修、保養繼電保護設備，實際的養護工作中，要嚴格遵循步驟進行保養工作，要將設備的名稱和相關的部件進行維修登記。在養護的過程中，要保證設備的實際運行速度，以免靈敏度發生影響[3]。電壓過低時，相關工作人員要立即檢查繼電保護設備的完整性，嚴格檢查繼電保護設備的運行速度，確保設備正常運轉。

4.3 強化裝置穩定性

電力系統中，繼電保護與自動化裝置的主要作用是維護電路的正常運行，并保證各項數據指標正常。電力系統出現故障時，相關人員可以根據變電所里的接地選線裝置發出警示，提升故障解決效率。自動化裝置是電力系統穩定運行的基礎，但因為其具有復雜的實際構造和過多的干擾因素影響其穩定性。因此，要加強工作人員的數據校對工作，以保證其穩定運行。

5 結語

隨著電力系統的逐漸擴大，繼電保護與自動化裝置的地位也隨之提高，只有保證繼電保護與自動化裝置的正常運轉，才能提升電力系統的可靠性，保證電力系統的運行安全。

參考文獻

[1] 胡喆.電力系統中繼電保護與自動化裝置的可靠性[J].黑龍江科學，2019，10（18）：140-141.

[2] 楊洋.電力系統中繼電保護和自動化裝置可靠性研究[J].科技經濟導刊，2020，28（34）：78-79.

[3] 徐亞男，徐奎公.電力系統中繼電保護自動化技術的應用分析[J].自動化應用，2019（3）：122-123.