220 kV智能变电站继电保护及自动化分析

朱　可

（国网湖南湘潭供电分公司， 湖南　湘潭　411100）

引言

近些年来，电力系统引发的安全事故越来越多，人们对其应用的安全性和稳定性提出了更高要求。之所以频发安全事故主要是因为传统变电站中的继电保护装置与外界通信困难，而智能变电站则是解决这一问题的重要措施和途径。220 kV智能变电站是集电力技术、计算机技术和通信技术于一体的变电设备，能够在满足我国当前用电需求的基础上，不断完善电力系统，下面就从220 kV智能变电站继电保护及自动化两个方面进行具体介绍和分析。

1　220 kV智能变电站继电保护

1.1　继电保护

所谓继电保护其实是对电力系统中异常情况、故障检测后，发出报警信号，或者直接隔离、切除故障部分的一种措施，主要用于保护电力系统、发电机、变压器、输电线路等元件不受损害。在电力系统发生异常情况或故障时，继电保护向值班人员发出异常工况信号，或将故障设备在最短时间和最小区域内切除，以避免或减轻对电力设备和周边区域的供电影响。由此可知继电保护装置的功能包括两个方面，一方面是对保护元件正常运行和发生故障的正确区分，一方面是对保护区内外故障的区分功能。这两项功能的实现主要依附于电力系统故障前后电气物理量变化特征来实现。电力系统发生故障后主要电气量变化包括：电流增大、电压降低、电流与电压之间相位角改变、测量阻抗发生变化五种，根据短路故障时电气量变化情况，则可设计构成不同的继电保护[1]。

220 kV智能变电站的继电保护同样具备故障维护功能，变电站出现故障问题时，继电保护会快速及时地做出处理动作，在反馈变电站系统、元件故障信息的同时，变化为跳闸状态，提醒值班及管理人员进行智能变电站检修工作。除此之外，继电保护还会第一时间断开断路器，以减少220 kV智能变电站电气元件损坏和对其他供电元件的影响。根据短路故障电气量变化情况分类，220 kV智能变电站继电保护可以分为：变压器保护、电容器保护、电动机保护、线路保护和发电机保护五种，而其工作原理上则呈现综合性特征，以电流量、电压、电功率特征判断故障信息，并提示报警和识别故障。除此之外，还可以进行定时间保护、非电量保护，同时设置固定的可靠性系统，通过系数计算继电保护的经验值，来决定其动作值[2]。

1.2　220 kV智能变电站继电保护基本要求

220 kV智能变电站继电保护基本要求主要包括三方面，首先是继电保护的可靠性，其中包括安全性和信赖性，这是对继电保护的最根本要求。安全性是保证变电站正常运作时，继电保护不发生动作，不产生误动情况；而信赖性是指在变电系统相应元件保护范围内发生故障时，继电保护及时、迅速做出可靠动作，发出提醒信号，由此则可保证电力系统在继电保护范围内，精准、有效地检测智能变电站的运行状态，同时可靠、准确地确定和划分故障点和范围[3]。

其次是继电保护需实现灵敏性，所谓灵敏性就是在智能变电站设备或线路发生故障和异常情况时，继电保护装置体现的反应能力。灵敏性要求在继电保护范围内发生故障时，能够正确地发出反应动作，不受短路点位置、类型和过度电阻的影响，在系统最大运行方式和最小运行方式下的三相短路、较大过度电阻两项或单项短路时依然能进行可靠动作，能够实现基于故障特征，作出及时保护反馈工作，有效预防220kV智能变电站失控情况发生[4]。

最后是220 kV智能变电站继电保护的检测性特征，重点是合理、准确判断系统故障，并有效缩小故障范围，从而达到有效切除故障的目的，保证智能变电站设备和邻近供电不受损伤和影响。

2　220 kV智能变电站继电保护自动化分析

2.1　接线技术

220 kV智能变电站继电保护中接线是最基本的组成部分，是继电保护自动化施行的先决条件，所以要求做到精准、科学、合理和规范，同时为了不断提高和强调智能变电站的运行水平和继电保护自动化，需做到简化继电保护接线，因为接线的难易程度与线路损耗成正比，接线越简单则损耗率越小。在220 kV智能变电站改善和发展过程中，其继电保护接线设计满足配合总线路、子线路要求，遵循期间不能交叉接线原则，以规避接线对智能变电站继电保护自动化状态的影响。

2.2　监测技术

监测技术同样是220 kV智能变电站继电保护自动化中的重要组成部分，同时也是其继电保护的一项新功能，其目的是为继电保护提供另外一层保障。监测技术对象为智能变电站继电保护的运行情况。利用监测技术能够监测具体变电站设备或元件的故障信息，在继电保护系统正常动作时发挥辅助监督作用，一旦继电保护系统出现误动或拒动等失误动作时，监测技术则起到拨乱反正的作用，不仅能反馈信息，还能将所有的故障信息传送给变电站调度中心，调度中心依据此主动指导变电站运行，从而确保220 kV智能变电站按照规范，顺利运行。综上也进一步展现智能变电站继电保护自动化的优势[5]。

2.3　回路技术

回路技术应用于220 kV智能变电站继电保护回路中，是对以往回路设计的一种改进和完善，当实现对智能变电站继电保护回路的良好把控时，则能有效提高智能变电站再来电方面的转化水平。回路设计实现科学性、合理性和规范性，则能够进一步确保继电保护系统的准确性，大大降低继电保护误动和拒动情况发生。在220 kV智能变电站继电保护的自动化运行中，对一次回路和二次回路设计的把控至关重要，回路在运行时需要确保达到标准水平，从而进一步体现智能变电站的功能。除此之外，在继电保护自动化回路设计中，电子感应装置的合理配置必不可少，其存在能够实现对隔离开关运动动作的指导，同时加强和降低智能变电站继电保护的调控压力和自动化在无人值守时的调控难度。

3　结语

电力广泛地应用于人们的日常生产和生活中，同时电力系统也是我国能源建设的重要组成，作为电力系统关键构成的变电站，其起到的重要作用毋庸置疑。但在传统变电站的使用过程中，还存在继电保护装置与外界通信困难等问题，导致电力事故发生和变电设备损坏等情况，急需改善和解决。220 kV智能变电站是影响和完善电力系统运行效果的关键部分，可以实现对变电站各项设备和元件的全方位继电保护，同时改善和强化智能变电站的运行和自动化运行过程，继电保护高效、有效，在不断满足人们供电需求的同时，完善电力系统。

[1]周星辰，吴天一.220 kV智能变电站继电保护及自动化[J].电子技术与软件工程，2017（18）：130.

[2]相世娟.220 kV智能变电站自动化系统设计方案探讨[J].经营管理者，2015（36）：368-369.

[3]张毓.220 kV智能变电站继电保护配置研究[J].工程技术，2016（6）：167.

[4]岳战华.智能变电站继电保护及自动化系统的研究[J].电气时代，2017（3）：70-72.

[5]李朝洋.220 kV智能变电站与常规变电站继电保护调试[J].华东科技（学术版），2017（6）：304.