电力系统继电保护及自动化装置分析

电力系统继电保护及自动化装置分析

陈浩

深圳市输变电工程有限公司      广东省深圳市      518000

摘要：为解决继电保护设备及自动化装置应用过程中存在的问题，本文以某电力系统自动化保护设备设计为例。对其展开深入研究，分析影响继电保护设备及自动化装置运行的因素，主要包括设备安全、设备整定值以及二次回路等。并探究电力系统继电保护自动化设计内容，从冗余设计、装置维护、接地保护以及合并单元隔离等方面，提出提高电力系统继电保护自动化装置运行可靠性的措施，确保电力系统可持续运行。

关键词：电力系统；继电保护；自动化装置

引言：电力系统在实际运行过程中，一旦发生故障，将导致整体运行状态受到影响。其中，继电保护装置的故障问题尤为严重，只有快速解决故障，才能保障电力系统长期处于稳定运行状态，防止故障范围扩大，降低经济损失。继电保护与自动化装置的有效应用，能够满足上述目标，为电力设施安全运行提供支持。因此，为提升继电保护与自动化装置可靠性，应及时采取措施，为电力事业发展提供支持和助力。

1影响继电保护设备及自动化装置可靠性因素

1.1设备安全

电力系统中，继电保护与自动化装置组成较为复杂，受到供应商、设备零件质量等因素的影响，电力系统自动化运行的可靠性也容易出现不稳定、可靠性不足的问题。一旦设备零件质量无法满足装置运行需求，整体设备运行效率不断降低，设备自动化运行的安全性也将受到影响。

1.2设备整定值

继电保护设备与自动化装置的正常运行离不开整定值，当整定值无法做出合理调整的情况下，自动化装置之间的协调性将受到一定的影响。最终造成设备标准额定范围与自动化系统之间不匹配。当设备安全不规范时，会造成设备整定值整体性错误，设备的运行状态也将出现不稳定的问题。

1.3二次回路

电力系统的运行需要确保二次回路系统长期保持良好的运行状态，因此，可以依据电力系统运行的电源情况展开继电保护装置的合理设计，明确实际运行情况的基础上，为继电保护装置提供精确的电源容量。在实际的应用过程中，由于二次回路设备要保持长期运行，所以安全性以及可靠性也将受到影响。如果系统电池发生老化问题时，系统的电流稳定性也随之受到影响。为此，应定期对二次回路连接位置互感器性能与质量的控制，避免因外界因素的干扰导致零件受损，对电力系统的安全性造成影响。

2电力系统继电保护自动化设计分析

2.1层次结构

层次结构设计是电力系统继电保护自动化设计的重要组成部分。主要由电力系统子站主机、继电自动化保护设备组成。继电自动化保护装置主要应用于现场运行，并开展电力系统现场数据采集工作后，再由电力系统子站主机进行整定管理。电力系统继电保护的重要载体为保护设施，只有确保设备具有良好的保护性能，才能避免设备出现发生拒动故障。保护设备在运行过程中将产生电磁辐射、快速瞬变等电磁干扰，一旦设备出现故障时，应立即开展完备的闭锁措施。在此过程中要严格依据国家标准实行防错手段，避免人为操作失误问题的发生。电力系统继电保护自动化是在电量采集完成后，再进行故障的识别。交流电量通常在50Hz左右，最低频率为600Hz，为在第一时间捕捉故障信号，可以采取连续采样的方式。只有确保计算频率在1000Hz以上时，才能确保采样的同步性，并准确、快速作出判断。继电自动化保护中变压器、电动机以及线路等设计的设计要求如表1所示。

表 1 电力系统继电自动化保护装置

2.2异常值计算

为充分发挥电力系统继电自动化保护的积极作用，需要做好异常值的计算工作。计算保护定值的方法，存在一定的差异性，需要对动作配备可靠系数，综合分析异常临界值。在进行异常临界值计算过程中通常无需投入自动化保护，只需依据最大过量原则即可确定定值。

2.3评价指标

电力系统自动化保护工作评价包含两个重要指标即继电自动化保护的正确率以及保护区内故障正确动作次数。在计算过程中应充分考虑上述因素，再开展计算。

3提高电力系统继电保护自动化装置运行可靠性措施

3.1冗余设计

由于继电保护自动化装置较为复杂，所以需要全面、综合地了解初始状态，根据装置设定情况展开详细分析，不断提升原始信息数据的可靠性、真实性。根据检测系统设备的应用情况，充分把握系统设备运行规律，不断强化安全系统。为确保继电保护系统的容错率符合实际运行需求，做好冗余设计工作尤为必要。当某一保护装置发生错误动作时，应灵活应用容错技术，确保电力系统能够处于正常运行状态下，保证电力系统的稳定性和可靠性。综合分析各种因素的影响，运用备用切换、多数表技术的方式，精确显示恶化误动率，进一步提升拒动率。除此之外，依据设备系统的运行选择合适的冗余方式，降低成本的同时，减少保护装置的数量[1]。

3.2装置维护

继电保护装置在实际的运行过程中，应重视维护工作，使其能够长期稳定处于安全状态下，充分发挥自身多样化作用。一方面，电力系统的运行要强调定期检查、设备检修，对二次设备元件的规格、名称等展开详细分析，明确按钮以及转换开关位置，防止安全隐患问题的发生。最大程度排除装置接点压力不足的问题。另一方面，对线路烧伤、烫伤问题展开分析，了解继电保护装置指示灯的运行状态，对卡子的固定情况展开分析，避免出现异常现象。另一方面，当检查结束后，还要进行继电保护装置的分类工作，了解继电保护装置运行状态，客观分析继电保护装置异常问题，运用可行的技术措施展开分析和处理，排除质量隐患。保证电力系统运行的稳定性。

3.3接地保护

在电力系统中，各线路的接线方式存在一定的差异性，小电流接地保护装置在发出提示信号后依然可以运行，但大电流接地系统在发生故障后会立即切断连接，有助于放慢故障扩散速度，确保其他设备能够稳定运行。相较于大电流，小电流的使用频率较高，当发生设备故障时，也将立即报警。帮助设备检查人员第一时间检查电压表是否存在问题。确保操作系统更加安全、可靠。与此同时，该系统具有录波保护功能，可自动记录故障发生前后的变化情况。

3.4合并单元隔离

合并单元的主要作用在于确保保护水平的提升，做好交流采样数据信息的整合，数据采集与常规微机保护流程相类似。当设备在运行过程中需要隔离故障时，应确保隔离范围的安全性，最大程度缩小故障的影响范围。对于线路保护来说，当间隔合并单元出现故障时，保护设备的采样数据将发生偏差，保护功能丧失。因此，为提升保护设备的整体运行效率，防止故障，应做好设备退运准备。在母差保护方面，当设备处于带电运行状态下，某一线路间隔采样将出现错误，母差保护计算也受到影响，为避免母差保护受损，可以采取退运的方式，提升母差保护计算的可靠性、真实性[2]。

结论：总而言之，在经济设备飞速发展的背景下，各领域对电力需求也不断增加，电力资源作为促进社会可持续发展的重要组成部分，提高对电力系统的重视程度尤为必要。电力系统的构成较为复杂，因此在实际的运行过程中将受到各种因素的影响。继电保护与自动化装置稳定运行是确保电力系统可持续运行的基础，为此，需要不断提高系统保护装置的工作效率，才能为电力系统的安全运行统支持。

参考文献：

[1]邱玉成,马奇彬.智能变电站继电保护二次回路的运行状态监测技术应用[J].集成电路应用,2022,39(11):312-314.

[2]薛晨.基于状态信息关联性的变电站继电保护实时检测方法研究[J].电气传动自动化,2022,44(05):44-47.