变电站综合自动化系统中的继电保护问题探讨

杨永森

【摘 要】近几年来，自动化技术和微机技术得到了迅速的发展，变电站综合自动化技术在众多行业中得到广泛的使用，变电站综合自动化技术的主要技术是继电保护。本文着眼于继电保护在自动化系统中的作用，综合阐述继电保护设计时应该注意的问题和对继电保护设计的要求，以便于工作相关者参阅。

【关键词】变电站 综合自动化 继电保护 变电设备 电网运行

1 引言

近些年来，自动化技术和微机技术得到了迅速的发展，综合自动化技术在变电站中也开始迅速发展，人们更加重视变电站自动化的应用，概括性的说，其内容大致可以分为：继电保护系统、监控系统、事件记录系统三部分，此三部分及相互依赖，有存在一定的对立性，各有分工，协作运行。继电保护系统相比其他二者，其独立性更加突出，更明显，因此在变电站综合自动化系统中，继电保护的设计就会有些比较突出的问题需要单独的拿出来妥善处理和解决。

2 变电站实现综合自动化的价值和意义

变电站实现自动化，有着重要的意义。第一，变电站实现自动化，很多设备都是由系统自动管理和操作，减小了对人的依赖性，将人从具体的工作岗位上解放出来，间接的减轻了工人的劳动强度，从而避免了人为因素发生误差的可能性，变电站的运行效率得到提高。第二，电网运行安全性和可靠性得到大幅度的提高，提高了运行环境，进而降低了实际运行的费用和维护费用，但链接到保护柜的CT、PT的电缆量相对增加了，这是无法避免的问题。

3 变电站综合自动化系统对继电保护设计的要求

继电保护系统决定着电网的安全稳定运行，对其设计应该充分重视，在对其设计时要考虑到当监控系统和时间记录系统、通信系统出现故障时，继电保护所承担的功能不能受到影响，尤其是继电保护系统中某承担跳、合短路器动作信号不能受到影响，保持其在整个变电站自动化系统中的独立性。所以在具体的继电保护设计工作中，要满足一下要求：

（1）要满足继电保护装置数据采集系统的独立性。主要体现在以下几个部分：对继电保护装置供电电流，电压线路要单独从装置内部引出，对保护装置进行逻辑判断的各种开关设置自己独立的系统，引线也要直接从内部装置引出，不得与其他设备共用。（2）对于保护装置，跳合闸回路和对应的保护出口压板必须设置自己独立的系统，在保护装置的面板上显示必要的动作信号、警告信号，都必须满足继电保护转载能够单独使用。（3）当保护装置链接其他系统时，需要链接系统必须通过继电器接触点，或计算机通讯接口，为了防止其他干扰信号的影响，加强继电保护的抗干扰性能，链接电缆最好采用光纤电缆或者屏蔽电缆，使得继电保护系统能够持续稳定可靠的工作。（4）模块化设计、生产的应用，能够提高设计以及制作的质量，且能大批量化生产，同样模块化标准设计也能应用于继电保护装置这一领域，按照标准化模块设计，既能提高保护装置的质量，又能降低其生产费用。

4 变电站综合自动化系统中有关继电保护的问题

4.1 关于继电保护设备安装的地点问题

目前继电保护设备安装分集中式和分散式两种方式，集中式中保护设备集中安装在一起，安装在保护柜内部，并且同意放在控制室内，通过数字量信号来实现与监控系统的联系，分散式中的保护装置安装在开关处，每一个开关配一套保护，每套保护装置单独的与监控系统联系，也是采用数字量信号传输。两种安装方式各有利弊，集中式是国内常用的，节省电缆，且保护设备运行环境较好，分散式与上相反。国外两种产品都有使用，目前国内第一种普遍使用，第二种也在开发使用，主要问题要解决与开关设备的配合，尤其是对保护设备的运行环境考核，其中包括温度和干扰的考核

4.2 关于数据采集共享的问题

继电保护设备在保证电力系统安全稳定运行发挥着举足轻重的作用，其数据来源的可靠，稳定要保证绝对的真实，客观，有效，所以现阶段，继电保护设备不宜与变电站自动化系统其他设备进行数据采集和共享，否者会给保护设备正常运行带来很大威胁。理由如下：（1）管理方面，容易造成日常管理和维护职责混乱，出现问题不好查明。（2）系统中的不同设备对数据采集速率不同，如果设置一套采集系统，那就要加工成不同速率的数据，难度很大，即使做出来，后期运行稳定以及维护方面要求也比较高。

4.3 关于防止干扰信号入侵保护设备的问题

低压网络变电站的运行环境相比高压系统恶劣，尤其是安装在开关场处，振动剧烈，开关操作回路电磁干扰严重，即使集中布置在控制室内，在缺少空调设施的场所，温度环境也难以保证，这些都必须在设计保护系统时候加以考虑。在低压配电网络中，直流电压波动幅度很大，甚至超过规定标准范围，短路电流水平也很大，有时可达40倍额定电流，这些都会对保护装置产生坏的影响，所以设计继电保护电路时要慎重考虑电子元件的可靠性，耐用性，安全性。

4.4 关于建立开发系统的问题

建立开放系统，可以是变电站自动化这门技术得到迅速发展和应用，然而建立开发系统，必须要求建立一个统一的联络关系，使得任意选用和直接接入任何一个厂家的设备或者系统而不需要增加相关的数据转换接口，使得不同设备制造厂家的相容性和互换性得到统一起来，国外此类技术已经取得了发展，我们国家目前还无法做到继电保护与监控系统的统一，这在实际工作中给用户带来诸多不变，希望各部门借鉴国外经验，尽快解决这一难题。

5 结语

本文通过分析了继电保护系统设计存在的问题，以及相关的解决方法，希望相关从业人员，在以后的设计和使用中，能够从分重视，提高自己的科学使用意识，加强设计行业规范自律，考虑实际运行的运行环境，采取适当的措施来解决继电保护装置的高效率运行，使得变电站综合自动化这门技术能够更广泛的得到应用和发展。

参考文献：

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