电网继电保护自动化控制系统相关分析

王云松 童振华

摘要：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。近些年，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。

关键词：电网继电保护；自动化；控制系统

一、电网继电保护的作用

第一，当电力系统中的某个设备发生故障时，由继电保护装置自动、迅速、有选择地将故障设备从系统中切除，以保证系统中无故障部分继续运行；第二，电力系统中的某个设备出现不正常运行工作时，由继电保护装置自动地发出相应的信号，提示值班人员注意或作出相应地处理，以消除异常运行状态。

二、电网继电保护综合自动化系统构成

从电网的角度来分析，电网自动化系所获取信息的途径。电网的具体参数可以从总部调度中心获得；一次设备运行的状态可以用EMS系统获得；保护装置的投退信息，由于必须通过调度下令，由现场执行，因此，可以从调度管理系统获得，并从变电站监控系统得到执行情况的验证；保护装置故障及异常，可以从微机保护装置获得；电网故障信息，可以从微机保护及微机故障录波器获得。通过以上情况我们可以发现，继电网的自动系统所获取的信息是非常充足全面的。利用所获得的信息资源，建立客户和服务器的完整系统结构，将整个系统分为几个部分，使用客户机和服务器来实现这些功能。如此就可以把系统的资源完全利用起来，减少期间网络信息的压力，提高整个自动系统的效率。客户机可以设置在电网的变电站，它与服务器的数据流通不大，只有在电网出错或者发生较大的故障之后才会传输数量巨大的信息到服务器。所以，在有条件的情况下两者之间的所建立的通信通道尽量采用广域网的方式，如果实在没有条件可以使用调制解调器的异步通信方式。

三、电网继电保护综合自动化系统的功能

（一）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，就能够迅速准确的判断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。如果需要调整，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，都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，从而大大提高系统继电保护装置的效能和安全水平。

（二）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。而通过电网继电器保护综合自动化系统，可以彻底的解决这类情况。由于数据库中已经储备了所以一次设备参数和线路距离、互感等情况，通过系统的数据，可以知道前一次系统运行的状态。故障发生后，机组把故障上传到服务器。调度服务器上的信息来进行对比，经过计算，从而可以将故障精确的定位。

（三）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。

（四）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儲故障报告的能力，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。

（五）对系统中运行的继电保护装置可靠性进行分析

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。

四、结语

总而言之，随着我国电力系统向高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装置应用水平获得很大发展。继电保护的基本性能要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。随着新技术、新工艺的采用，继电保护综合自动化系统的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高，继电保护技术将达到更高的水平。

参考文献：

[1]张伟.电力自动化系统及继电保护的控制探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012（11）.

[2]刘海燕，张香兰，纪红梅.电网继电保护综合自动化系统的功能分析[J].黑龙江科技信息，2013（10）：10～11.

[3]刘广庆，张雯静，孙伟伟.电网继电保护综合自动化系统的构成及功能分析[J].黑龙江科技信息，2013（12）：30～31.

（作者单位：国网鄂州供电公司）

作者简介：

王云松（1986.10.16-）；男；湖北；汉；本科；电力工程工程师；继电保护运维。

童振华（1981.5.17）；男；湖北；汉；本科；电力工程助理工程师；继电保护运维。