变电运行中继电保护相关技术性问题研究

摘 要：继电保护装置是确保变电安全运行的关键，随着智能化变电站的不断投入使用，对继电保护技术不断提出了更高的要求，要不断对其技术进行升级和优化，实现继电保护系统的智能化。内容首先阐述了变电继电保护的任务和基本要求，其次对继电保护的技术问题进行研究，以提高供电质量。

关键词：变电运行；继电保护；技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.157

0 引言

变电运行是电力系统的重要组成部分，能否安全、可靠、稳定的运行直接影响电力系统的运行状态和供电质量，而继电保护是变电运行系统安全、稳定运行的重要保障。根据相关文献研究可知，近年来很多电力安全故障都是由于继电保护方面的原因造成的，对变电运行继电保护相关技术性问题进行研究十分必要，基于此本文对此问题进行研究。

1 变电运行中继电保护的任务和基本要求

1.1 变电运行中继电保护的任务

在变电运行中，继电保护装置是通过配电网中发生故障或异常状况时电气量的变化从而构成继电保护动作。在这个过程中继电保护装置的主要任务包括如下：第一，在电力系统运行过程中，对电力系统的运行状况和电力设备的状况进行实时监控，为值班人员提供运行信息；第二，当电力系统发生故障时，能及时、迅速等将故障部分隔离，确保没发生故障的线路部分能继续正常运行；第三，当电力系统工作过程中发生异常状况时，能及时、准确的发出警报，通知工作人员迅速进行处理。

1.2 变电运行继电保护装置的基本要求

（1）选择性。当配电网运行过程中出现故障时，继电保护装置能判断出发生故障的区域，并将其隔离，确保其他没有发生故障的区域能继续正常运行。

（2）灵敏性。继电保护装置要极具灵敏性，通常使用灵敏系数来衡量其灵敏程度。在继电保护装置保护的区域内，当该区域内的线路发生短路故障时，不论发生短路区域的位置和性质如何，继电保护装置都不能产生拒绝动作；同时在保护区域以外的范围内发生故障时，继电保护装置又不能出现误动作。

（3）速动性。速动性是指继电保护装置在判断到电力系统发生故障需要动作时，能及时、迅速的切除故障，以确保其他未发生故障区域的线路能正常工作。要求继电保护装置的速动性是尽量缩短切除故障时间以最大限度的减小短路电流对电力设备造成的损坏程度，加快系统电压的恢复，为其能够顺利实现自启动创造有利条件，除此之外，继电保护装置速动性还能提高发电机并列运行的稳定性。

（4）可靠性。电力继电装置在变电运行中具有重要作用，若不能确保其可靠性，就可能成为扩大事故甚至造成故障的根源。为了确保电力继电装置动作的可靠性，在对变电运行继电保护装置进行设计、整定计算及安装调试方面必须正确无误。继电保护装置的各个元件要求质量过硬、维护得当、系统简化有效，以提高动作的可靠性。

2 变电运行继电保护技术性问题研究

2.1 变电运行继电保护基本配置图

变电运行继电保护配置包括两个层次：其一，继电保护过程层。过程层的主要作用是保护变电站的一次设备，属于独立主保护，这种保护模式是将一次设备和继电保护装备进行一次化设置，将其他的间隔保护分布式安装，通过这两种模式实现对变电运行设备的双重化配置。

其二，变电站层。变电站层进行后备保护式集中配置，通过采用自适应性技术及在线实时调整技术对变电运行的电压进行统一配置。除此之外，还设置了广域保护接口，实现了双重化配置，基本配置如图1所示。

2.2 变电运行继电保护技术性问题研究

根据变电站组成结构可知，分层结构是最主要形式，共分为间隔层、站控层和过程层，不同层次之间传输的信号也存在差异。基于此，在进行继电保护技术应用时，要遵循技术规范，具体来说，变电运行中繼电保护技术包括下述几种：

（1）智能整定及在线校核技术。变电运行的继电保护系统中，只有通过自动化的控制技术才能实现对电力系统的网络拓扑的实时状况、网络连通性进行判断，因此继电保护系统要通过计算机监控系统对其进行监控，对变电运行状态和各类数据信息进行监控和获取，对获取的数据信息进行计算、分析，从而获得变电站分支系统的相互关系，通过对这些相互关系进行研究，建立针对性的系统模型，最终实现变电继电保护的智能整定和在线校核。

通过智能整定和在线校核，确定继电保护定值，从而确保变电站在运行过程中能处于良好的继电保护状态。除此之外，在线校核技术能对处于运行过程中的继电保护装置的性能进行校验，能有效确保变电运行继电保护装置的保护范围、灵敏性和速动性，一旦变电运行机电保护装置运行时出现异常问题，如发生误动作、拒动等，在线校核技术就能迅速发出警告，告警值班工作人员及时对继电保护装置的异常行为进行检修和检验，以确保继电保护装置的可靠运行。

（2）自适应继电保护技术。传统的变电运行继电保护技术通常都是按照事先整定、定期检验等原则，然而随着智能化电网的广泛应用，继电保护技术也发生了变化，越来越多的使用自适应继电保护技术，这是一种新型的继电保护技术，不仅能为变电安全运行提供保障，还能进行故障排查和诊断等。对不同的变电站，继电保护装置在投入使用之前要对其性能、定制进行改变，以满足变电站的需求。除此之外，自适应继电保护技术还具有下述优势：第一，能对整个配电网的响应性能进行改善，提高供电稳定性和供电质量；第二，能降低电力系统的运营成本，提高经济效益等，采取这种自适应继电保护技术，能最大限度的发挥出继电保护的性能。

（3）智能告警及事故信息处理技术。要确保智能化变电运行的安全性和可靠性，必须对其在运行过程中的复杂性、动态性网络信息进行有效的处理，以便及时、迅速的发现和处理异常状况，确保变电站稳定运行。由此可知，智能告警和信息处理技术就显得极为重要，智能继电保护技术在工作时既要对变电站的实时运行状态进行24小时不间断监控、运行维护，对获取到的实时数据信息及时进行更新和共享。一旦变电站在运行过程中出现故障，智能继电保护技术能迅速做出判断并及时进行处理，同时通过对实时状态数据信息的监控，能及时发现异常状况并自动进行报警，为变电站的决策提供相关信息。总之，智能继电保护技术在变电运行中起着十分重要的作用，不仅能对变电运行的实时状态进行检测并收集实时数据信息，对发生的异常现象进行告警，还能对发生的故障进行判断和处理，有效确保变电运行的可靠性和稳定性。

（4）变电运行对继电保护、测控装置的要求。就目前的智能变电站而言，其整体设计具备下述两个特征：其一，间隔层的设计具有功能自治性能；其二，智能组件和高压设备属于一体化设计。鉴于智能变电站的这种特征，继电保护的装置要满足下述几方面要求：第一，为了能与智能变电站系统保持一致，自适应继电保护装置的以太网接口必须进行特殊的设置，设置不同类型和用途的以太网，以满足继电保护装置在对变电站进行监控、数据采集、流量检测等要求；第二，对智能变电站而言，由于其测量和执行被设计在一次设备中，所以继电保护装置和测控装置要与智能变电站统一，以满足整个系统通信和逻辑预算的需要；第三，对数字接口的性能进行改善，如互感器、智能开关等，以满足实时监控和数据采集大流量数据的需求；第四，对自适应继电保护装置的相关配套工具进行技术优化，如开发可视化工具，实现变电运行信息具体化。

3 结束语

总之，变电站是电力系统重要的组成部分，能否安全可靠的运行直接决定着供电质量，而继电保护装置是变电安全运行的基础，是保障电力系统稳定运行的防线。随着信息化时代的来临，继电保护技术取得了巨大的发展，要确保变电运行的安全性和可靠性，必须构建合理、有效的继电保护系统。因此，随着智能化技术的发展，要不断分析继电保护技术存在的问题，总结经验，提高继电保护技术水平，促进国内电力事业的发展。

参考文献：

[1]浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015（01）：56-59.

[2]蓝海涛.智能变电站继电保护二次安全措施规范化的建议[J]，智能电网，2014（01）：42-45.

[3]陈浩.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J]，电子技术与软件工程，2017（01）：89-92.

作者简介：张红芳（1988-），女，河北保定人，本科，助理工程师，主要从事变电检修继电保护工作。