继电保护装置的自动化系统应用

冯波

摘要：电力系统的安全运行既有利于人民享受优质生活，又有利于其它行业的稳定发展。但目前电力系统运行仍然存在许多问题，影响到供电安全。可靠的继电保护是电力系统安全运行的重要保证，出现故障时，能及时将故障部件有选择性地与整个电力系统隔离，保证其它正常部件能安全工作，并发出警报通知电网。本文对继电保护装置的自动化系统应用进行了分析。

关键词：继电保护自动化;电力系统;应用

1.自动综合化的优势

当前，变电站基本上是手工操作，自动化程度较低。另外，由于识别因素常常导致记录过程中的误差，使得变电站系统非常依赖人工。这一强依赖性与监视过程中的多次错误密不可分。若此现象长期存在，势必造成变电站安全事故。所幸的是，自动化系统可以大大降低误检率，减轻工人的劳动强度，减少工人人身伤害的可能性，降低相关管理费用，提高整个变电站的运行效率。但是自动化技术的应用，也会引起诸如电缆连接设备的大量增加，从而产生新的问题。

2.综合自动化系统对继电保护设计的要求

在对继电保护进行设计时，要求若监测系统、事件记录系统、通信系统发生故障，继电保护的主要功能不受影响，比如继电保护系统所承担的跳、合断路器的动作信号等都不受影响。具体在变电站综合自动化系统中进行继电保护设計时，应满足以下要求：（1）继电保护装置的数据采集系统要独立。向继电保护装置提供电流、电压的电路要从设备内部引出。保护装置进行逻辑判断的各种开关量必须有自己独立的系统，也要直接从装置内部引线，以保证不会与其他设备一起使用。（2）在继电保护装置上，跳合闸回路和相应的保护出口压板必须要有自己独立的系统，保护装置面板上必须显示必要的动作信号和报警信号，并满足继电保护的独立要求。（3）当连接到其他系统和保护设备时，要求被连接的系统通过继电装置控制点，或光电耦合器，或计算机通讯接口。联接电缆最好为光纤或屏蔽电缆，以防止其它干扰信号影响继电器保护，提高继电保护的抗干扰能力，确保继电保护系统稳定可靠地运行。（4）变电站综合自动化保护装置的设计应按模块化设计，既能提高保护器的质量，又便于大批量生产与维护。一般情况下，继电保护可分为进线保护、馈线保护、干线保护、电容器保护、电动机保护、所用变保护以及备用电源自投装置等。进线保护包括距离保护、电流保护、重合闸等，馈线保护包括电流保护、重合闸等。

3.综合自动化系统的继电保护装置

电力系统继电保护装置的自动化技术的具体功能和应用主要包括以下几个方面：（1）继电是保证整个监测设施系统正常工作的关键因素，能够反映各个系统组成部分的真实情况，帮助工作人员及时处理所有的系统问题，同时找出问题的根源，以便及时维修。（2）当电力系统的某一部分出现严重问题时，尤其是对人的生命安全构成威胁时，继电保护装置可及时阻断电流流通，从而阻断故障元件和周围电路，分离整个系统，最大限度地减少危害。无障碍继电器也可以得到及时保护，防止整个继电系统由于事故而报废。（3）继电保护装置能够及时发现电力系统重大故障类型，及时发现故障类型，并发出警报声，以便技术人员在维修期间能够对故障根源进行全面分析，为进一步的维修工作做好充分准备。

4.电网继电保护综合自动化系统的功能分析

4.1实现各种复杂故障的精确定位

电网继电保护综合自动化系统可以实现各种复杂故障的精确定位。我国电力工业故障录波器的测距方法主要有故障分析法和行波法对于行波法较故障分析法来说，两者皆有各自的优缺点，行波法主要是针对行波信号的提取和故障行波的不确定性，不能有效地应用。但是在进行故障分析时，要想实现故障的准确定位，就必须获得故障邻线的部分信息。然而，由于这些信息收集困难，故障定位不能得到有效的解决。另外，对于较复杂的故障，单端分析法不再适用于现有系统。所以，电网继电保护综合自动化系统对电网的发展起到了巨大的推动作用。

4.2线纵联保护退出引起的系统稳定问题分析及解决

目前，电网发展如火如荼，但系统稳定性问题逐渐显现出来。对系统进行保护时，首先要考虑的是能否迅速清除故障或故障能不能解决，这就加大了对线路纵联保护的要求。但是，由于各种因素，在线路纵联保护退出时，只能采用断开方式，以保证系统的稳定和安全。

4.3数据收集和共享问题

在保证电力系统安全稳定运行中，继电保护装置起着独特的作用，所以不能与其它设备系统共享数据采集单元。若将某些设备合并使用，一旦其它设备数据采集失败，就会严重威胁到电力系统的安全可靠运行。其原因有以下几点：首先，在管理问题上，如果数据集中采集和共享，如果其中一个设备发生故障，整个供电系统就会受到影响，不利于日常的维护和管理;其次，各个系统设备的数据采集率往往不同，很难建立一个通用的数据采集系统;最后，各系统对系统可靠性的要求并不统一，继电保护的可靠性设计要优于其他系统，所以很难在一起协调工作。

4.4干扰信号对保护设备的入侵

部分人认为低压变电网络的复杂程度似乎低于高压变电网络，但在实际应用中，低压变电网络的复杂性远远高于高压变电所网络。这一复杂性反映在开关的位置上。由于低压电路网络中电压频繁变化，低压电场振荡更为剧烈。强烈的振荡使电路经常处于磁场变化的环境中。这样，即使在室内安装了开关，整个用电设备也被释放，仍然会因为设备受到受到室内较高温度的影响（尤其是夏季）影响，而且设备本身并没有散热系统而使得其工作寿命被大幅度削减。最终，在低压的配电网络中，由于直流电压幅值变化很大，短路电流的存在和威胁也会增加，直流电压甚至可能超过用电设备的工作电压。在极端情况下甚至会超出电气设备自身在运行方面的要求参数，从而对整个设备的运行造成很大的影响。所以，在设计保护电路时，必须考虑到电子元件的可靠性、耐用性、安全性、环境适应性等重要性能。

参考文献

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[2]王晶，涂恒方.对电力自动化中变电站综合自动化系统安全运行的探讨[J].科技展望，2015，（6）.