继电保护综合自动化系统装置及检修分析

黄建新

（金华电业局高压工区，浙江 建德 311600）

前言

随着微机继电保护装置的广泛应用和变电站综合自动化水平的不断提高,各种智能设备采集的模拟量、开关量、一次设备状态量大大增加,运行人员可以从中获取更多的一、二次设备的实时信息。但是,由于目前的微机型二次设备考虑较多的是对以往设备功能的替代,导致这些设备基本上是独立运行,致使它们采集的大量信息白白流失,未能得到充分利用。

电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。近几年,计算机和网络技术的飞速发展,使综合利用整个电网的一、二次设备信息成为可能。电网继电保护综合自动化系统就是综合利用整个电网智能设备所采集的信息,自动对信息进行计算分析,并调整继电保护的工作状态,以确保电网运行安全可靠的自动化系统。

1 电力系统中运行时出现的状态

当电力系统出现不正常的运行状态时，继电保护装置能及时发出信号或警报,通知运行值班人员进行处理；而当供电系统中发生事故时，它能自动地将故障切除，限制事故的范围。继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的作用。目前，有数据表明：电力系统因继电保护引起的事故呈上升趋势，造成局部电网解列失压，带来不少经济损失，对电网安全构成很大威胁。

2 对继电保护装置的基本要求

继电保护装置的基本要求

3 继电保护装置的校验周期及内容

为了保证电力系统故障情况下，继电保护装置能正确动作，对运行中的继电保护装置及其二次回路应定期进行校验和检查。对一般10kV 用户的继电保护装置，应每两年进行一次校验；对供电可靠性要求较高的用户以及60kV及以上的用户,一般每年应进行一次校验。此外，在继电保护装置进行设备改造、更换；检修后以及在发生事故后，都应对其进行补充校验。对于变压器的瓦斯保护，应结合变压器大修同时进行检验。对瓦斯继电器，一般每三年进行一次内部检查，每年进行一次充气试验。对运行中的继电保护装置，应按下列项目进行验：a.对继电器进行机械部分检查及电气特性试验。b.二次回路绝缘电阻测量。c.二次通电试验d.保护装置的整组动作检验。

4 继电保护装置及二次线巡视检查

变、配电所的值班人员应定期对继电保护装置及其二次线进行巡视检查，内容如下。

4.1 各类继电器外壳有无破损，整定值的位置是否变动。

4.2 查看继电器有无接点卡住、变位倾斜、烧伤、脱轴、脱焊等情况。

4.3 感应型继电器的圆盘转动是否正常，经常带电的继电器接点有无大的抖动及磨损，线圈及附加电阻有无过热现象。

4.4 压板及转换开关的位置是否与运行要求一致。

4.5 各种信号指示是否正常。

4.6 有无异常声响、发热冒烟以及烧焦等异常气味。

5 继电保护装置的运行维护

5.1 在继电保护装置的运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并立即向主管部门报告。

5.2 继电保护动作开关跳闸后，应检查保护动作情况并查明原因。恢复送电前，应将所有的掉牌信号全部复归，并记入值班记录及继电保护动作记录中。

5.3 检修工作中，如涉及供电部门定期校验的进线保护装置时，应与供电部门进行联系。

5.4 值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换转换开关及卸装保险等工作。

5.5 在二次回路上的一切工作，均应遵守《电气安全工作规程》的有关规定，并有与现场设备符合的图纸作依据。传统的变电站二次设备检修，依据《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求，对继电保护、安全自动装置及二次回路接线进行定期检验，以确保装置完好、功能正常，确保回路接线及定值正确。若保护装置在两次校验之间出现故障，只有等保护装置功能失效或等下一次校验才能发现。如果这期间电力系统发生故障，保护将不能正确动作。保护装置异常是电力系统非常严重的问题。因此，电气二次设备同样需要进行状态监测，实行状态检修模式。

6 电网继电保护综合自动化系统的功能分析

6.1 实现继电保护装置对系统运行状态的自适应

电网继电保护的整定计算十分复杂,由于传统的继电保护以预先整定、实时动作为特征,保护定值必须适应所有可能出现的运行方式的变化。电网继电保护综合自动化系统可以彻底改变这种局面。只要在调度端的服务器安装故障计算及继电保护定值综合分析程序,依靠从EMS 系统获得的系统一次设备的运行状态,就可以迅速准确的判出当前继电保护装置整定值的可靠性,如出现部分后备保护定值不配合时,根据从调度管理系统获得的线路纵联保护及母差保护的投入情况,确定是否需要调整定值。如需要调整,可通过调度端服务器向变电站的客户机下达指令,由客户机动态修改保护定值,从而实现继电保护装置对系统运行状态的自适应。以上所有计算分析工作,均依靠调度端服务器实时自动完成,这样,继电保护整定值就无需预先考虑那些出现机率很小的组合方式,从而解决困扰继电保护整定计算工作的不同运行方式下可靠性与选择性存在矛盾的问题。为提高可靠性,保护定值的自适应可与调度系统的检修申请相结合。

当电网继电保护综合自动化系统从调度管理系统获得计划检修工作申请后,即通过计算分析,事先安排定值的调整,并做相应的事故预想(如在检修基础上再发生故障时保护的配合关系计算),从而大大提高系统继电保护装置的效能和安全水平。

6.2 实现对各种复杂故障的准确故障定位

目前的保护和故障录波器的故障测距算法,一般分为故障分析法和行波法两类。其中行波法由于存在行波信号的提取和故障产生行波的不确定性等问题而难以在电力生产中得到较好的运用。而故障分析法如果想要准确进行故障定位,必须得到故障前线路两端综合阻抗、相邻线运行方式、与相邻线的互感等信息,很显然,仅利用保护或故障录波器自己采集的数据,很难实现准确的故障定位。另外,对于比较复杂的故障,比如跨线异名相故障,单端分析手段已经无法正确判断故障性质和故障距离,因此,往往出现误报。

6.3 完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策

系统发生事故后,往往有可能伴随着其它保护的误动作。传统的事故分析由人完成,受经验和水平的影响,易出现偏差。由于电网继电保护综合自动化系统搜集了故障前后系统一次设备的运行状态和变电站保护和故录的故障报告,可以综合线路两端保护动作信息及同一端的其它保护动作信息进行模糊分析,并依靠保护和故录的采样数据精确计算,从而能够迅速准确的做出判断,实现事故恢复的继电保护辅助决策。

6.4 实现继电保护装置的状态检修

根据以往的统计分析数据,设计存在缺陷、二次回路维护不良、厂家制造质量不良往往是继电保护装置误动作的主要原因。由于微机型继电保护装置具有自检及存储故障报告的能力,因此,可以通过电网继电保护综合自动化系统实现继电保护装置的状态检修。

6.5 线路纵联保护退出引起的系统稳定问题进行分析,并提供解决方案

随着电网的发展,系统稳定问题日益突出。故障能否快速切除成为系统保持稳定的首要条件,这就对线路纵联保护的投入提出较高要求。但是,在目前情况下,由于通道或其它因素的影响,导致线路双套纵联保护退出时,只能断开线路以保证系统稳定和后备保护的配合。

6.6 系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析

通过与继电保护管理信息系统交换保护配置、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息,电网继电保护综合自动化系统可以实现对继电保护装置的可靠性分析。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题,并暂时无法解决时,通过将此类装置的可靠性评价降低,减轻系统对此类保护的依赖,通过远程调整定值等手段,实现周围系统保护的配合,防止因此类保护的拒动而扩大事故。

7 结束语

我们可以看到电网继电保护综合自动化系统的实现,将给电网继电保护工作带来一次质的飞跃,它将能大大强继电保护的效能和可靠性,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。希望今后科研、运行、设计人员加强对综合利用整个电网的一、二次设备信息的研究,争取尽快将此类系统投入电网运行。

[1]苍洪途，任丽茹.电网继电保护综合自动化系统的研究[J].吉林电力，2005-02-28.