簡析智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)

鄭同偉

【摘 要】智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，提高電力整體運(yùn)行水平，是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。智能變電站可以形成智能化的管理平臺(tái)，提升電力調(diào)度的整體水平。本文主要對智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護(hù)；自動(dòng)化；變電站

電力是當(dāng)前人類社會(huì)發(fā)展中最重要的能源之一，因此世界各國一直沒有停止對電力系統(tǒng)的研發(fā)，希望能夠更好的提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)中，變電站是其中最主要的組成部分之一，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行的智能化和自動(dòng)化也是當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展中的重要目標(biāo)。

一、繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置的工作特點(diǎn)

當(dāng)相關(guān)的電力系統(tǒng)發(fā)生了一些故障之時(shí)，諸如線路過載運(yùn)行或者說是設(shè)備短路這些情況，那么就一定要保障繼電保護(hù)裝置的可靠性，這么做的目的是為了將一些相應(yīng)的信號能夠及時(shí)的發(fā)出去，這樣就可以在對其他的一些電氣設(shè)備進(jìn)行操作的時(shí)候就還能夠?qū)收线M(jìn)行有效的切除，但是對于電力系統(tǒng)來說，出現(xiàn)故障的概率還是比較小的，所以繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作一般不會(huì)頻率很高，在實(shí)際情況中，我們將故障分成兩種，第一種叫做拒動(dòng)故障，第二種叫做誤動(dòng)故障，其中拒動(dòng)故障指的是，電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，機(jī)電保護(hù)裝置沒有辦法執(zhí)行及時(shí)有效的動(dòng)作，從而將故障點(diǎn)進(jìn)行切除，這樣出現(xiàn)的后果就是電力系統(tǒng)很有可能因此而崩潰；而后者也就是說故障的原因是出自繼電保護(hù)裝置本身的特性問題，或者說日常的運(yùn)行受到了外界的干擾因素影響而發(fā)出了不該發(fā)出的動(dòng)作。所以對于自動(dòng)化裝置來說，最主要的作用就是對系統(tǒng)中各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和一定的控制，一般而言，自動(dòng)化裝置故障就表現(xiàn)為：主要的運(yùn)行參數(shù)沒有辦法準(zhǔn)確的測量，傳輸與控制也得不到保障。

二、智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

（一）線路保護(hù)配置

對于線路保護(hù)配置來說，最重要的是需要采用不同的4種方式進(jìn)行保護(hù)：1）集中式；2）后背式；3）通信監(jiān)視；4）測量。這幾種方式在實(shí)際的工作中可以相互備用，相互合作。這樣一旦線路在使用的過程中出現(xiàn)了問題，這兩種方式便可以迅速的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，對人們在生活中所使用的電路進(jìn)行保護(hù)。線路保護(hù)配置在使用的過程中不僅僅可以直接的保護(hù)電力和線路的應(yīng)用，通信監(jiān)視主要的作用就是線路在日常的工作中一旦出現(xiàn)了問題，便可以由線路保護(hù)裝置來對人們進(jìn)行提醒，這樣人們接到提醒之后便會(huì)對問題進(jìn)行修理，以免影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（二）監(jiān)測技術(shù)

監(jiān)測技術(shù)同樣是智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化中的重要組成部分，同時(shí)也是其繼電保護(hù)的一項(xiàng)新功能，其目的是為繼電保護(hù)提供另外一層保障。監(jiān)測技術(shù)對象為智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行情況。利用監(jiān)測技術(shù)能夠監(jiān)測具體變電站設(shè)備或元件的故障信息，在繼電保護(hù)系統(tǒng)正常動(dòng)作時(shí)發(fā)揮輔助監(jiān)督作用，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)等失誤動(dòng)作時(shí)，監(jiān)測技術(shù)則起到撥亂反正的作用，不僅能反饋信息，還能將所有的故障信息傳送給變電站調(diào)度中心，調(diào)度中心依據(jù)此主動(dòng)指導(dǎo)變電站運(yùn)行，從而確保智能變電站按照規(guī)范，順利運(yùn)行。綜上也進(jìn)一步展現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化的優(yōu)勢。

（三）接地保護(hù)

電力系統(tǒng)的線路不同，接地方式也不同，依照電流大小可分為大電流接地和小電流接地。大電流接地接地在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果線路出現(xiàn)故障，自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)可以及時(shí)識(shí)別，并在第一時(shí)間切斷線路，進(jìn)而對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；而小電流接地在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，利用自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)可將保護(hù)信號主動(dòng)發(fā)送，如果電路在接入小電流接地系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)了故障，接地系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告信號，而此時(shí)線路還會(huì)持續(xù)運(yùn)行。在自動(dòng)化繼電保護(hù)系統(tǒng)中，執(zhí)行系統(tǒng)是大電流接地系統(tǒng)運(yùn)行的重要功能，邏輯層使小電流接地系統(tǒng)中的重要功能。在正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)中不存在零序電壓，而三項(xiàng)電壓則是主要分布點(diǎn)，如果在三項(xiàng)電壓中連接電壓表，電壓將會(huì)獨(dú)立顯示出來，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生異常，其中一相處于接地狀態(tài)，零序電壓將在電力系統(tǒng)中顯現(xiàn)出來。這時(shí)警告信息會(huì)通過小電流繼電保護(hù)系統(tǒng)被發(fā)送，這時(shí)只要觀察電壓讀數(shù)表便可判斷故障。

（四）發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)

常見的發(fā)電機(jī)故障多為定子組匝間短路，當(dāng)短路發(fā)生的時(shí)候，該發(fā)電機(jī)組區(qū)域的溫度常常會(huì)出現(xiàn)過高的情況，這種高溫會(huì)造成發(fā)電機(jī)的絕緣層出現(xiàn)損壞，使得發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)與運(yùn)作受到極大的負(fù)面影響，并不利于發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)生失磁故障時(shí)，在定子繞組中安置的保護(hù)匝間裝置能夠有效避免匝間出現(xiàn)短路狀況，繼電保護(hù)裝置能夠與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、相位以及電流進(jìn)行結(jié)合，從而對發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。另外，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，即發(fā)電機(jī)在單相接地的過程中，其電流出現(xiàn)了規(guī)定值超標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)，電力系統(tǒng)可通過安裝接地裝置，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

三、提高變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行水平的有效措施

（一）改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)

相關(guān)的電力系統(tǒng)傳輸人員，在進(jìn)行電力系統(tǒng)的傳輸構(gòu)建中，還應(yīng)該注重電力系統(tǒng)傳輸中的技術(shù)應(yīng)用改進(jìn)，保障在技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)過程中，能夠提升電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用效果。比如，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的控制實(shí)施過程中，為了能夠提升整體的電力傳輸架設(shè)效果，相關(guān)的電力傳輸人員，在進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)措施的實(shí)施中，首先應(yīng)該按照母線傳輸改進(jìn)技術(shù)的實(shí)施原則，對母線傳輸電壓改進(jìn)實(shí)施保護(hù)措施，將母線保護(hù)控制好。并且在保護(hù)裝置的控制實(shí)施過程中，將多功能集成PMH-42/13母差值固定在統(tǒng)一的范圍內(nèi)，降低信號的傳輸影響因素，實(shí)現(xiàn)電力傳輸系統(tǒng)技術(shù)控制效果提升。

（二）提高繼電保護(hù)的可靠性

冗余設(shè)計(jì)和優(yōu)化措施。要想提高繼電保護(hù)的可靠性，首先可以考慮的方法就是硬件冗余，這可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)容錯(cuò)的相關(guān)設(shè)計(jì)需求。容錯(cuò)技術(shù)指的就是在裝置當(dāng)中在運(yùn)行過程中基石出現(xiàn)了某些不明的故障，系統(tǒng)仍然不會(huì)崩潰，整體表現(xiàn)出來的影響也不會(huì)很大。硬件冗余對于改善拒動(dòng)率和可用度這些指標(biāo)非常有幫助。其次，提高繼電保護(hù)裝置的可靠性。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的管理過程當(dāng)中，必須要合理的計(jì)算各項(xiàng)可靠性的指標(biāo)，當(dāng)計(jì)算繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的正確率的時(shí)候，區(qū)外的故障的不正確動(dòng)作也可以包含在內(nèi)。另外，不能忽略輔助裝置的可靠性管理，他對整個(gè)繼電保護(hù)裝置的安全也有很大的影響。

（三）安裝調(diào)試的規(guī)范性

繼電保護(hù)裝置包括有測量表計(jì)、直流系統(tǒng)、后臺(tái)監(jiān)控等，其安裝調(diào)試過程應(yīng)從明確責(zé)任與分工開始，在完成數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、設(shè)備聯(lián)合調(diào)試、檢查校驗(yàn)等工作的基礎(chǔ)上，按照裝置邏輯回路來逐一排查故障并采取有效措施進(jìn)行改進(jìn)。比如：發(fā)現(xiàn)裝置存在防潮、防干擾性能差和運(yùn)行效率低等問題時(shí)，可將電纜屏蔽層的兩端接地，并對二次回路和網(wǎng)絡(luò)線安裝避雷器，對直流電源加設(shè)濾波設(shè)備，從而通過調(diào)節(jié)變電站控制室溫度來解決問題。

四、結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展的重要趨勢，并引領(lǐng)其向著更好的方向發(fā)展。因此，探究電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系，不斷探究新的措施和手段提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平，保證變電站及其他組成部分的穩(wěn)定運(yùn)行，科學(xué)應(yīng)用繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化系統(tǒng)，為電力事業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

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