浅谈35kV变电站的自动化继电保护

杨宝华

摘 要：在电力系统中，变电站是十分重要的环节。将变电站与自动化技术相结合，可以实现变电站自动化运行。这对变电站中的继电保护提出更高的要求。随着继电保护技术的不断发展，继电保护自动化势在必行，为了提升其可靠性，就需要对继电保护装置进行改进。本文主要对35kV变电站的自动化继电保护的应用与改造进行了探讨。

关键词：35kV变电站；自动化；继电保护

自动化技术已经在多个行业中崭露头角，发挥着重要的作用。目前，自动化技术在电力行业中的应用亦不容忽视。以变电站为例，自动化系统在应用变电站的过程中，自动化继电保护成为人们关注的重点。继电保护的好坏将直接关系到变电站能否正常、安全运行。由于继电保护是基于自动化技术基础之上，这就需要探讨对自动化系统下继电保护装置的改进，从而真正提高变电站的安全系数。

一、继电保护的概述

（1）继电保护内涵。

在变电站运行的过程中，需要相应的保护装置，从而保障变电站可以安全运行，即使发生事故也可以通过有效的装置确保变电站与电气设备安全运行，而这就是继电保护的主要任务。作为一种自动装置，继电保护不仅可以有效保护供电系统和电气设备的安全性与稳定性，还可以对电力系统进行监测，以信号报警的方式提醒故障，并通过自动化的方式排除故障。与此同时，继电保护还可以对电力系统的运行状况进行监测，找到其存在的问题，一旦发生事故，就可以自动断开电气设备元件，实现对设备和电路的保护。继电保护的特点就是自动、智能，对故障反应和处理十分迅速，一旦发现有异常的现象，就可以在实时监测的过程中断开断路器，排查故障。继电保护的基础构造是电气设备物理量的变化，基本要求为可靠性、灵敏性、选择性以及速动性。

（2）继电保护的发展。

随着电力系统的发展，继电保护随机逐渐发展起来。20世纪初，继电器开始广泛应用于电力系统的保护，开创了继电保护的历史。自20世纪50年代以后的四十年里，继电保护实现了从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置的改变。进入21世纪，继电保护则随着各种技术的发展而得到了进一步完善，与计算机、网络技术的融合，使得继电保护更加网络化、一体化、智能化。

二、继电保护的配置方案

继电保护的配置通常有两种方案，一是常规保护配置，二是集中式保护配置。

（1）常规保护配置。

常规保护配置方案主要是针对不同其保护对象进行配置，主要包括变压器保护、馈线保护、母线保护、电容器保护等等。在原有的保护配置中，部分插件会通过更换，从而改进成以数据采集为主要方式的光纤通信接口和其他通信、光纤接口，原有装置的交流量输入插件、CPU插件的模拟量处理以及I/O接口都会进行相应的更换，充分实现继电保护数字化。这就是常规保护配置方案。

（2）集中式保护配置。

集中式保护装置主要是以光纤为基础，基于IEC61850规约等一系列现代数字通信研发。该装置是将保护和控制统筹整理，实现一体化管理，这样就可以将变电站的所有信息进行整合，通过同一个计算机系统实现该配置的保护。集中式保护装置方案具有较强的灵活性，一方面可以保护变电站及其许多设备，另一方面还可以实现良好的控制。

三、35kV变电站自动化继电保护配置分析

35 kV变电站自动化继电保护配置若要实现进一步改进，需要考虑设备选型，因为设备质量的好坏将直接关系到自动化继电保护装置是否可靠。对于35 kV变电站自动化继电保护配置而言，其设备选型要考虑到保护、监控与测控，实现对系统所有设备的控制，从而确保其功能的顺利实现。

（1）采用先进主变压器保护装置。

为了实现继电保护的配置选型合理，要采用先进的主变压器保护装置，尤其要对主保护与后保护被控装置合理考慮，使其能够实现遥控、遥信和遥测等功能。继电保护装置会对变电站进行有效保护，确保变电站可以安全运行。

（2）选用保护进线开关与联络开关的线路保护装置 。

在继电保护装置的改进中，还要选择保护进线开关与联络开关的线路保护装置，这是因为继电保护装置不仅要实现一般的自动、智能化功能，还要实现接地保护、限过流保护以及过负载功能。

（3）采用保护电容器的保护装置 。

要对电容器开展保护，一般会采取集中补偿的方式，从过电压保护以及馈线保护着手，实现电容器的正常、安全运行。

四、35 kV变电站的自动化继电保护策略

（1）对设备质量进行严格控制。

设计装置的时候，需要考虑到装置的外部环境是否有所变化，环境条件是否可以满足装置的运行需求。不管是高温还是低温，干燥还是潮湿，这些类型的环境都需要确保装置可正常工作。确定装置的安全系数，考虑到不同环境下的运行结果都可以符合要求，因此安全系数一定要准确。为了实现自动化继电保护，要对装置进行标准化设计，不断减少零部件，实现简单的构造和结构，这样就可以减少系统故障的概率。

（2）科学运用冗余技术。

作为一种针对系统的可靠性提升的专用技术，冗余技术的优势在于利用系统的并联模型，继而发挥出其效果。在继电保护装置中，要充分应用冗余资源，除了软硬件之外，还有信息与时间的资源，这样可以保证双系统保障技术的实现。采用合理的冗余技术可以对电力系统的关键部分采取有效保护，对于其薄弱环节可以采取更加针对性的保护。

运用冗余技术，针对软件系统好硬件系统可以采取有针对性的保护。从软件系统角度来看，采用的冗余技术主要有信息保护技术、系统容错技术以及防火墙技术，从而有效保护设备装置。从硬件角度来看，建立冗余结构后，还要正确应用，利用复杂的编码检错与增加信息位数进行信息冗余，对错误实现自动纠正。时间冗余是利用装置的可预测特点，从而预测、检测故障，并及时进行处理。科学运用冗余技术，实现软件、硬件、信息、时间四者冗余的充分协调，就可以实现继电保护装置的安全运行。

（3）不断提升软件设计水平。

提升软件设计的水平，可以提升软件的可靠性。每一个软件产品都应该具备在特定时间和条件下的功能，实现这种功能则需要在设计时充分考虑到用户的需求，做到以人为本，实现简单、方便的操作。为了提高运行效率，还要在设计时融入正确的算法与处理结构。编写代码时更要确保其合理，科学，一旦发现问题，要及时纠正，从而避免发生不必要的问题。此外，还要不断完善软件系统的自我查询和修复功能，提高软件系统的可靠性，实现软件的正常运行。

（4）提高技术人员的综合素质。

随着继电保护装置的不断发展，其技术也在与时俱进，对技术人员的素质提出了更高的要求。一方面要加大技术人员的培训力度，提升其专业知识和专业技能，使其具备更高的综合素质；另一方面要培养技术人员具备良好的职业道德和工作热情，对工作认真负责，具有强烈的使命感，善于发现问题和解决问题。

（5）定期做好检查。

对继电保护装置开展定期检查，一方面是找到存在的安全隐患，将问题扼杀在摇篮里；另一方面是减少临时停电引起的保护装置无法正常运行的状况。要根据装置的具体情况，对整个系统开展定期检查，减少问题的发生。此外，在一到两年之内，需要开展一次整组性试验，方便继电保护运行性能的稳定发挥。在三到四年之内，则需要对关键部分的运行情况进行检查，及时找到问题所在。

五、继电保护的发展趋势

隨着电力系统规模日益扩大，继电保护装置也需要做到与时俱进。传统的继电保护装置对于大面积停电事故无能为力，这就需要考虑到故障元件被继电保护装置排除后，系统所呈现的状况和特征，从而在最短时间内恢复继电保护的正常运行。继电保护装置的配置方案要考虑到相关设备的承变能力。

（1）计算机化。

随着计算机硬件的不断发展，电力系统则需要借助其强大的功能提高自身的功能。继电保护装置要具备强大的数据处理能力和通信能力，实现有效的数据共享，这就相当于一台计算机所具备的功能。由此可见，继电保护装置正在迈向计算机化。

（2）网络化。

在数据通信和计算机网络如此发达的今天，信息传播速度越来越快，也因此影响到继电保护装置。目前，除了差动保护和纵联保护外，继电保护装置基本可以反应保护安装处的电气量。由于继电保护的目的是找到故障元件，进行有效排查，因此，其作用不能仅限于切除故障和减小事故范围，还要保证电力系统可以正常运行，不会出现大面积的停电事故。为了实现上述目的，就要实现每个保护单元可以共享整个系统的信息数据，包括故障数据，这样才能实现装置的协调动作，齐力确保电力系统的安全性和稳定性。而这离不开计算机网络，从而实现保护装置网络化。

（3）智能化。

目前，电网已经走进智能化时代，相应的，就会对继电保护提出更高的要求。在智能电网中，包含着通信技术、信息技术和数字化技术，从而实现对关键设备的实施监控，然后将获得的数据进行收集和整理，这样就可以对数据进行有效分析。对于继电保护装置而言，一方面要保护相应的运行信息，还要与其他设备的运行信息相关联，实现对故障的准确识别和对故障的迅速隔离，避免更加严重的故障发生。

依托计算机技术、网络技术、数字技术和通信技术，继电保护装置可以发挥着如同计算机一样的作用，不仅可以实现保护与控制，还能够实现法测量和数据通信，可作为电力系统中的计算机网络智能终端，并将其所获得的任何信息数据加以智能分析和迅速判断，还能够将其保护的元件信息数据传送给网络控制中心和某一终端。

六、结语

综上所述，本文主要探讨了继电保护装置在35 kV变电站的应用和改进策略，旨在说明提高自动化继电保护装置的可靠性对于电力系统的正常运行具有很重要的作用。随着电力系统的不断发展和科学技术的不断提高，继电保护装置将会越发先进，可靠，可以迅速排查故障，实现电力系统高效运行。

参考文献：

[1]刘宏涛.35kV变电站的自动化继电保护策略研究[J].电子世界，2017，（17）：69.

[2]申力.35kV变电站的自动化继电保护策略[J].企业技术开发，2016，35（17）：109-110.

[3]熊国龙，蒋勇平.探析35kV变电站微机保护改造施工工艺[J].电子世界，2014，（14）：65-66.

[4]叶夏杰，谈明.35 kV变电站自动化继电保护研究[J].科技资讯，2014，12（21）：109.

[5]谢国印.35kV变电站的自动化继电保护对策分析[J].科技创业家，2012，（21）：133.

[6]邱爱兵.35kV综合自动化变电站主接线设计及微机保护配置[J].四川兵工学报，2012，33（05）：102-103+107.

[7]王宏波.35kV变电站自动监控系统设计的探讨[J].煤矿现代化，2011，（03）：60-61.

[8]任雯.综合自动化系统在35kV变电站的应用[J].宁夏工程技术，2010，9（01）：23-25.