电力系统的继电保护与安全自动控制

李元彬

摘 要：本文简要分析了电力系统的继电保护与安全自动控制，力求为今后的相关工作提供参照。

关键词：电力系统；继电保护；安全自动控制

随着输电电压等级、输电容量的提高输电网的不断壮大，电网对电力系统继电保护及安全自动装置的要求越来越高。电力系统继电保护及安全自动装置是电力系统安全稳定运行的前沿卫士，因此电力系统继电保护及安全自动装置本身的安全性、可靠性等显得尤为重要。电力系统继电保护及安全自动装置在电力系统的生产、输送、变电以及用户侧均有应用，对电力网的安全稳定运行起着决定性作用。

一、电网调度的安全自动控制

当前时期，电网调度自动化控制的主体就是计算机，其包括了对进行信息的显示和采集功能，还能够实时对信息数据进行分析和计算、对控制系统的形成进行有效控制。该控制系统的数据信息显示与采集系统能够实时对信息进行采集，且将有关信息在液晶屏上显示出来，还可以对控制系统工作状况实行分析、计算、监测和控制。控制系统的远动端处在变电所与电厂，能够数据进行采集，调度端处在控制系统的电网调度中心。安全自动控制的要求如下：

1电力设备运行时不得处于无保护状态，保护装置应与被保护的电力设备一起投入运行，除特殊情况经总工或分管生产的公司领导批准外。

2继电保护及安全自动装置的投入或解除，必须按设备调度管辖范围划分，得到相应的值班调度员命令或同意后，才能进行操作。

3进行合环、解环、转电等操作时间一般限定在30分钟内，此时可不调整保护定值。但有些保护可能失配，调度人员需先进行潮流计算，因潮流突变会引起保护误动的应要求调度员调整好潮流方可进行操作。

4计划停用电压互感器时，距离等相关保护应退出。对电压互感器进行操作时，应防止电压互感器由二次侧向一次侧反充电。

5在单母线分段接线的变电站，若某一段母线PT检修或停役而由另一段母线PT转供时，在母联（或母分）跳闸或手动分闸时，可能导致PT停役的母线段上多回相关馈路的误动。因此要尽量缩短母线PT停役时间。

6当某套保护故障时，在报经县调同意后允许主变单套保护短时运行，但要求及时消缺处理。当非电量保护装置故障或非电量保护停役时，主变是否运行由公司总工决定。

7当一变电站10kV母线及出线由另一变电站10kV单回线转供时，要求被转供的变电站10kV进线保护解除。

8对于主变、发电机等设备的电流差动保护，在出现CT断线信号后，无法复归时，要求立即汇报调度并退出各侧电流差动保护进行处理。

二、电力系统和供电系统的安全自动化控制

1.电力系统的安全自动化控制

电力系统安全自动化控制能够对电力的生产、监管以及传输环节实行自动化调度、自动化控制和自动化管理。电力系统关联的东西较多，分布范围较广泛，其由输电配电网、变电所、用电用户和电厂共同构成，需对控制系统各个构成部分实行统一远行与统一调度。电力系统安全自动化涵盖的专业技术包括了电力生产阶段的管控调节、自动化监测、生产阶段自动化调度、自动化传输数据、器件与系统的自动化保护、供电公司的经济自动化监管。其是以提升管理效率与企业利润、保证电力系统运行的安全性可靠性、确保供电电压与供电频率质量为目标。其最低层为区域性发电厂、区域性变电所和区域性调度中心。直属发电厂、枢纽变电所和区域调度中心共同构成了电力系统安全自动化的中间层。其最高层就是总控调度中心。在几个层次中，配电网、变电所和电厂都具备自身的自动化控制系统，构成了多级控制体系。

2.供电系统的安全自动化控制

该自动化控制通常包含了负荷自动化控制、变电安全控制和地区电力调度监测控制。其中，负荷自动化控制重点应用声频控制或工频控制两类控制模式。变电所安全控制的远动设备应用可编程序控制器，这种模式未来的发展方向即是满足无人值守的要求。地区电力调度监测控制的功能和调度中心控制系统相似，可要简单许多，其通常是由计算机系统构成。

3.供电系统运行方式选择

尽量避免在同一厂、所母线上同时断开所连接的两个及以上运行设备（线路、变压器），当两厂、所母线之间的电气距离很近时，也要避免同时断开两个及以上运行设备；在电网的某点上以及与主网相连的有电源的地区电网中，应设置合适的解列点，以便采取有效的解列措施，确保主网的安全和地区电网重要用户供电；避免采用不同电压等级的电磁环网运行方式；尽量避免短线路成串成环的接线方式；宜采用环网布置，开环运行方式。

4.微机继电保护装置停用

微机继电保护装置使用的交流电压、交流电流、开关量输入、开关量输出回路作业；装置内部作业；继电保护人员输入定值。

5.安全自动控制保障

运行或常用的定值一般存放在0区，新下达保护定值将逐步包含定值区间内容；运行人员、调度人员、调试人员、运方人员需对定值单备注栏中阐述的内容特别留意；保护装置更改定值时严格按电力联营公司县调调度规程规定要求执行。更改完毕后应将定值通知单内要求填写的内容填写清楚，包括版本号、校验码、日期、签名等；电网运行中线路保护的重合闸方式（检无压、检同期、非同期）由调度员根据定值单说明的方式进行切换，定值单无说明的，操作过程中，不对重合闸方式进行切换；电力联营公司电网低周减载定值按每年度下发的低周减载方案配置表来整定和执行。

三、反事故自动控制装置

1.电力系统的继电保护装置

电力系统中继电保护装置是对系统故障采取隔离被保护的设备，其通常安装在输电变电线路中，对输配电线路、发电设备以及变压设备进行保护。基于系统保护机制，继电保护设备能够分成过电流保护机制、方向保护机制、差动保护机制以及距离保护机制几类。

2.电力系统的安全自动装置

从电力系统的总体来分析，电力系统的安全保护装置不应由于电力调度系统的结构与供电结构导致的总体性故障而影响到安全保护系统的正常功能。电力系统安全保护系统在现实的运用中，通常是对系统震荡、失步解列、全网性频率恶性下降以及电压崩溃等严重的系统故障进行保护。其采取的安全保护方式基于功能可以分成以下几类模式：第一，以备用装置主动投入为核心的，主动备用设备切换装置；第二，电压与电流频率短路保护装置，该装置在电路系统中的应用，无法消除电压与电流频率故障的情况下，就会基于现实状况断开部分输电线路，以确保总体供电网的运行安全；第三，输电线中功率过剩情况的控制装置，输电线中如果发生功率过剩情况，则会造成输电线路中电压提升，对和输电线路相连的装置造成损害。此时，系统能够借助自动化切机设备紧急处置过剩功率；第四，通过自动化解列设备与自动化并列设备，针对系统中震荡失步问题实行调控。

总结：综上所述，电力系统事关国计民生，通过继电保护与安全自动控制，能够确保电力系统运行的安全性和稳定性，对社会的正常秩序和经济发展起到积极作用，提高人民生活质量，营造和谐社会氛围。

参考文献：

[1]杨兴超.电力系统继电保护与安全自动控制[J].中国科技纵横.2014（23）：210.