220kV变电站综合自动化系统与继电保护研究

黄赐豪

摘 要：近年来我国各行各业发展迅猛，电力工业随之发展，作为我国十分关键的能源工业，电力工业应用前景良好，现阶段信息传输技术发展进步，变电站中自动化系统进步飞速，其以拓展性、兼容性良好与简单可靠等特点受到国内用户青睐。本文首先分析变电站综合自动化系统并对其简要概述，随后研究继电保护装置，以期为其更好发展做出贡献。

关键词：变电站；综合自动化；继电保护

中图分类号：TM63 文献标识码：A

在我国，电力工程中的变电系统与国计民生密切相连，其中重要组成部分之一即变电站。其作为中间环节，连接用电户以及发电站二者，主要作用即将电能分配并变换。当前阶段变电站拥有广泛适用范围，电力系统妥善、稳定地运行可以对变电站正常工作有效保障。变电站工作中的继电保护可以有效提高工作效率，其中故障信息处理可以准确判断故障，最大限度地缩短停电时间，应用意义显著。

一、系统概述

220kV变电站综合自动化发展即变电站系统以现代网络技术、通信技术与电子计算机系统等部分形成监控系统，其具有控制、测量及保护变电站等功能。自动化作为一种新型自动装置，可靠性高、科技性与拓展性强、技术先进，能够为工作人员共享网络资源、清查各项数据、监控数据运行，笔者将自动化系统大致分为3个方面进行分析，第一个方面是主控楼，第二个方面是通信管理层，第三个方面是现场控制层。

（一）主控楼

在自动化系统中，主控楼核心就是上层网络计算机，其功能众多，采集、分析、处理数据等重要功能可以有效建立数据库，对其建立完成的数据库实施妥善管理，及时形成数据报表，便于各类用户操作，即便某台设备无法运行，也不会影响整体系统实际操作与运行工作。

（二）通信管理层

当前时代科技发展，各类用户要求提高，系统发展追求可靠、稳定与兼容。只有具备这3点，通信系统才能迅速使终端设备、监控系统与调度系数间彻底落实信息交换工作，兼容各类不同厂商出产的设备，其抗压能力较为优越，有效满足用户要求。

（三）现场控制层

从本质上看，现场控制层共有3种组成部分，分别是整流机组、智能监控装置与微机保护装置。现场控制层不同于通信管理层及主控楼，其对电气设备、数据收集与命令执行功能起到保护作用，可以将原始数据成功发送至主机设备。

二、继电保护

（一）基本职能

其基本职能可以分为两种，第一种是及时、迅速地将电器元件中的异常情况显示出来，根据收集数据实施各项工作，有效为值班人员提供可靠问题与检修信息；第二种是自动并有选择地跳开断路器，防止电器元件遭到继续损坏，阻碍正常原件运转工作。

（二）电力系统要求

继电保护中存在4种电力系统要求，分别是速度能力要求、灵敏度要求、选择性要求与可靠能力。

1.速度能力要求。继电保护必须及时找出电力系统故障位置，查明故障问题，电力故障状态下用户继续进行工作，只有这样才能有效保护电器元件，降低损伤程度，优化系统运行工作，避免电力故障范围扩大、破坏程度蔓延。

2.灵敏度要求。这主要是针对继电保护于电力故障产生瞬间的反应能力，灵敏度要求继电保护设备在保护范围内，准确、灵敏地对任何类型、时间与地点的故障及时反应。

3.选择性要求。选择能力要求继电保护装置在电力故障发生时可以最小范围地操作检查出电力故障产生部位，及时切除故障，控制影响范围，稳定、可靠地保障正常设备工作。

4.可靠能力要求。在设备职责范围内，电力系统要求其必须积极主动地反应故障问题，在没有故障时避免产生并传输错误信息，一旦继电保护传出错误信号，就会对电力系统检查维修工作产生影响。

（三）系统工作原理

本文以某公司装置为例，通过对该装置工作原理进行研究，证明该系统装置可为代表。从实际角度分析，继电保护装置以电力故障产生时的电压升降、电流量加强、电流频率及温度升降等情况为标准对电力故障实施判断，随后就故障情况显示报警信号。在这之中，电流量大小与选择性跳闸即反时限保护，如电力故障情况出现，电流量加大，跳闸速度即加快。就时间实施跳闸即定时间保护，其工作原理为，设备电流量超标后，只有在设置后的特定时间段才会跳闸。瓦斯温度影响即非电量保护，其工作原理与跳闸方式各有不同。继电保护装置具有相对固定可靠性系数，在计算工作值时，必须将已经计算出的结果与可靠系数相乘，以此得出可靠性与准确性较强的结果，通常结果介于1.3～1.5间。而继电保护装置实际灵敏度由电力故障情况最小值与保护动作结果决定，通常结果介于1.2～2之间。

（四）分类

1.继电发电机保护。发电机能够对电力实施保护，在此过程中，继电发电机存在定子绕组短路、过电压及短路等。继电发电机出口方式具体包括停机、解列与缩小故障范围等。

2.继电线路保护。此类保护原理为：就电压高低、电压等级、电网接地方式及相间短路等方法实施保护措施。

3.继电电力变压器保护。其以外部短路、绕组匝短路等方法实施保护任务，将外部接地短路导致的中性点过电压、过电流、变压器温度上升、过负荷等问题妥善解决。

4.高压电动机保护。其以定子绕组相间短路、低电压、非同步冲击电流方法实施保护任务。

结语

综上所述，近年来科技不断进步，变电站管理转为自动化系统，综合自动化管理技术有效推动我国电力工业进步，继电保护措施作用重要。电力系统故障出现时，继电保护设备装置可以快速切除故障，使不正常状况迅速消除，是一种重要设备及自动化技术，可以为今后电力系统发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]陈吉.电力综合自动化系统与变电站继电保护研究[D].华北电力大学，2015.

[2]任绍俊.220kV智能变电站继电保护及自动化系统设计[D].华北电力大学，2014.

[3]张佳.220kV变电站综合自动化系统与继电保护研究[J].价值工程，2014（30）：63-64.