电网继电保护自动化控制系统相关分析

电网继电保护自动化控制系统相关分析

黄家平 李琦

国网江西省电力公司宜春供电分公司 江西省宜春市 336000

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。通过继电保护控制自动化的进一步运用，使得继电保护工作得到了良好的发展，而由此形成的继电保护的效能必将得到提升，这对电网的安全运行非常重要，具有较为深远的意义。

关键词：电网继电保护；自动化；控制系统

1电网继电保护的重要性

电力网络是一个系统的整体，各部分之间有电流或者电磁的联系，因此，无论电力网络的哪一部分出现故障，都会对电网其他部分产生影响，轻则影响电网正常运行，造成大量的经济损失，重则造成大的电力事故，发生人员伤亡等社会重大事件。因此，一旦发现电力网络某部分出现故障，就需要在极短的时间内将故障部分与其他部分之间的联系完全切断，从而保证其他部分的正常运行，将电力孙志降到最低。要及时发现并及时切断联系，只能借助高度自动化的电力保护系统来完成，一般来讲，要避免故障部分对其他部分造成影响，需要在故障发生后的十分之几秒到百分之几秒的时间内切断联系。否则可能对发电厂或变电站造成影响，引发更大的故障，最后造成电力系统崩溃。电力继电保护能够在电力网络运行异常时做出反应，从而达到保护电力网络的目的。因此，电网继电保护不仅是降低电力故障损失的有效保障，更是防止发生电力事故的必要手段。

2智能变电站继电保护系统的设计

2.1主体设计原则

对于智能变电站继电保护系统，需要围绕变电站的主体功能进行设计，在变电站继电保护的基础上，进一步完善对配电网电能生产和输送的管理功能，提升对各种安全数据指标的监控能力，满足电力能源的传递和保护。此外，该系统
功能的设计原则，应遵循国际、国内电力行业的技术要求和参数，以完善功能为主，减少其他功能的冗余，保证设备对各种问题的处理速度和对数据信息的分析储存能力。

2.2智能变电站的架构设计

智能变电站保护系统的设计包括三个层面，分别是过程层、间隔层和变电站层。在过程层中，一次、二次设备需要进行结合设计，因此，保护功能也包括对一次、二次设备的运行监测、电气检测和执行驱动系统检测。间隔层是检测结构与智能化控制系统指挥功能之间的数据收集层，在该层中，能实现对各种监测数据的收集，完成控制台对一次设备的闭锁指令，检测和识别控制平台的控制优先级，以便于发挥承上启下的功能。在变电站设计中，需要完成对间隔层中实时数据的传输和管理，由控制中心的智能系统完成调度和指挥，并且根据继电保护的设置，实现对变电站电气设备的在线监控、在线运检、在线维护等保护功能。

3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。

4电网继电保护综合自动化系统的功能

4.1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。

4.2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。

4.3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。

4.4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。

5结语

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。总之，变电站继电保护自动化系统的不断完善，对国家电网管理的进一步智能化、科学化、规范化和高效化，带来较大的转变，推动了电力建设的不断进步和发展。

参考文献

[1]刘宜民.电力系统及其自动化和继电保护的关系分析[J].百科论坛电子杂志,2020(5):1151.

[2]路庆鹏.电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究[J].商情,2020(33):181.

[3]刘培蓥,宁欣.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性[J].百科论坛电子杂志,2020(10):1209.