试论电力系统继电保护与自动化装置技术 任海彬

试论电力系统继电保护与自动化装置技术任海彬

发表时间：2018-10-18T10:20:25.350Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：任海彬

[导读] 摘要：电力系统在正常运行过程中，部分电气设备由于老化等原因，出现异常工况或发生运行故障，此时需要借助于继电保护技术，快速将出现故障的电气设备隔离起来，以避免对整个电力系统造成更大的破坏影响。

（中电投电力工程有限公司上海市 200233）

摘要：电力系统在正常运行过程中，部分电气设备由于老化等原因，出现异常工况或发生运行故障，此时需要借助于继电保护技术，快速将出现故障的电气设备隔离起来，以避免对整个电力系统造成更大的破坏影响。近年来，电网覆盖面积不断扩大，电力系统的结构也日趋复杂，将自动化装置应用到继电保护中，既可以提高继电保护的灵敏度，又可以实现故障的自动处理，对于切实保障电力系统运行安全发挥了重要作用。

关键词：电力系统；继电保护；自动化装置；可靠性

引言：从整个电力行业的发展趋势看，自动化和信息化是行业未来发展的主流趋势。探究自动化继电保护装置技术的应用，既具有实用性，又可以发挥一定的经济效益。在电力系统出现故障问题后，可以通过自动化继电保护装置，明确故障原因与位置，快速发出报警信息，利用跳闸处理的方式起到保护作用，跳闸后，电力系统停止工作，以免出现大范围的故障问题。

一、电力系统继电保护的基本任务

1、切除故障元件

电力系统中各类电气设备通过导线相互连接，如果某一节点上的电力设备出现严重故障，将会对串联的其他设备的正常运行产生影响。继电保护在检测到电力设备出现异常状态后，第一时间判断故障类型和故障位置，然后将故障设备从整个电力系统中切除。这样一来，就可以避免故障设备对其他正常运行设备造成干扰影响，从而达到了控制损失最小化的目的。

2、反映非正常工况

多数情况下，电气设备故障的形成都会经历一定的时间，如果能够及时发现潜在的隐患，并采取相应的维护措施，就可以避免故障问题的出现，将损失降到最低。继电保护可以对非正常工况的电气元件进行报警，管理人员在收到报警信号后，可以第一时间采取应对措施。

3、实现自动化控制

将继电保护与其他自动化配置相结合，在检测到某些电气设备出现故障后，可以自动化的进行故障处理，这就减轻了管理人员的工作压力，对于确保电力系统运行的稳定性和可靠性都起到了积极作用。在电力系统发生故障时继电保护装置要发生应有的预警。而在电力系统没有发生故障时继电保护装置不能发生预警。要通过自动化系统合理正确地计算出继电保护装置的预警正确率。

二、提高继电保护可靠性的方法

1、提高设备验收标准，做好日常运行维护

对于继电保护装置而言，在应用安全技术的过程中，需要做好验收与运行维护工作，通过科学的工作方式，全面解决当前存在的问题。首先，对设备进行遥测验收处理，根据设备运行标准，完善运行规程，明确工作要点，对其进行全面的管理与控制；其次，做好事故预测工作，利用安全技术方式，预先设置故障处理机制，提高故障判断精确性，满足相关工作要求；最后，在设备运行期间，对其电源进行分析，将直流电源控制在220V左右，以便于对其进行全面的控制与保护，凸显系统的运行特点与优势，加大管理力度，优化工作程序。另外，电力企业需要做好运行管理工作，减少日常工作中的经济损失，在提高系统安全性与可靠性的情况下，优化其发展机制。

2、进行系统优化，科学进行冗余设计

在保障电力系统稳定运行的各项技术中，冗余设计是一种提高系统容错率的有效方法。在维持电力系统正常运行的前提下，可以通过并联方式在电气设备上安装冗余元件，这样当电气设备出现故障后，继电保护在切除故障设备后，可以自动切换到并联线路，以维持整个电力系统的正常运行。但是也应当注意到，过多的冗余设备还会增加电力系统的运行负担和日常检修的任务量。基于这一方面考虑，电力企业的技术人员在实际进行冗余设计时，也要综合考虑电力系统运行的稳定性和经济性，从而达到以尽可能少的投资，取得最优化效果的目的。

三、电力系统中自动化继电保护装置技术分析

1、自动化继电保护的基本流程

基于自动化装置技术的继电保护，实现故障设备处理的流程如下：首先，电力系统中各个电气设备中包含一个传感元件，能够监控该设备的实时运行状况。当传感元件检测到异常工况后，会将这些信息收集起来，并以一定的频率，通过无线传输的方式将这些信号传输到控制终端。其次，控制终端将收集到的故障信号，进行分析、处理。识别故障后，检索数据库中是否有匹配的故障解决信息。如果有，则直接调用，并以控制指令的形式，及时传递到故障源，解决故障。反之，如果数据库中未检索到匹配的数据，则发出警报，由管理人员人为进行故障排除。最后，完成处理结果的反馈。故障排除后，电气设备恢复运行。并监控电气设备一定时间内的运行情况，确定无异常状况后，说明完成故障处理。

2、搭建自动化继电保护系统

建立统一的自动化继电保护系统，是确保故障自动判断、处理的关键。近年来，电力行业中智能配网、辅助保护等技术日益成熟，这也在一定程度上为继电保护的自动化和信息化提供了支持。虽然不同电力系统在内部配置、管理方式上存在差异，但是基于自动化装置的继电保护系统的构建方式有诸多类似之处，主要的步骤如下：第一，安装并测试测控元件。测控元件的功能是收集电气设备运行数据，并将这些数据反馈给控制中心。在安装测控元件后，还要进行运行调试，以确保这些测控元件都能够完成数据的收集与上传功能。第二，进行故障模拟处理。可以人为制造一些运行故障，观察测控元件是否能够正常识别故障，并自行提出故障解决方案。技术人员要结合以往工作经验，对一些常见的电气设备故障进行模拟。此外，还可以将这些故障以程序指令的形式，存储到计算机中，这样今后如果电力系统出现此类故障，可以实现自动处理。

3、自动化继电保护装置的运行维护

将自动化装置与继电保护相结合，虽然可以提升继电保护的响应速度和处理能力，但是无形中增加了继电保护装置的运维工作量。为