变电站继电保护自动化系统技术分析

林伟耀

摘要：随着自动化技术的广泛应用与发展，变电站的继电保护也实现了自动化控制。在变电站继电保护自动化系统中，通过自动化技术的合理应用，不仅可实现继电保护运维操作的进一步简化，同时也有效保障了变电站的安全稳定运行，并达到了良好的资源节约效果。基于此，本文就对变电站继电保护中的自动化系统技术应用进行分析，以此来为变电站的科学运维及其良好发展提供参考。

关键词：变电站;继电保护装置;自动化系统;技术应用

前言：

在当今社会经济的不断发展中，人们生产生活中的电力需求也在不断提升。在这样的情况下，电力供应的安全性和稳定性尤为重要。为达到这一目标，就需要将继电保护自动化系统技术合理应用到变电站中，以此来

确保继电保护装置的应用效果，让整个电力系统得以良好运行。

一、变电站继电保护设备概述

在变电站中，继电保护装置属于一个核心部分，它会对整体电力系统提供保护，是确保电力系统安全稳定运行的关键设备。具体应用中，继电保护设备的主要特征包括以下几个方面：第一是快速性，在电力系统发生故障的情况下，继电保护设备可以将故障线路和设备快速切断，防止电火花或电弧高温所导致的线路与设备损坏情况，将系统损失降到最低;第二是灵敏性，对于保护范围中的所有故障和异常，继电保护装置都能够做出灵敏的反应，进而为故障的快速处理提供足够便利;第三是可靠性，在电力系统出现故障的情况下，继电保护装置的动作反应仅仅是将故障线路和设备从整体电力系统中切除，并不会对其他设备设施造成损坏[1]。在变电站运行过程中，只有让继电保护设备的这些特征得以有效保障，才可以使其一直处在良好的运行状态中，为整体电力系统的安全稳定运行奠定坚实的技术基础。下图是变电站中的继电保护设备展开图：

图1-变电站中的继电保护设备展开图

二、变电站继电保护自动化系统概述

（一）基本任务

就目前变电站中的继电保护自动化系统来看，其基本任务包括以下几个方面：第一是借助于自动化系统对相应的断路器进行快速的自动化控制，在变电站具体运行中，如果出现了故障，系统应根据实际情况将电闸及时切断，以此来确保线路与元件的安全性，防止因故障导致的线路或设备损坏;第二是跳闸操作的自动实现，在变电站运维条件出现变化时，继电保护自动化系统将会立即自动跳闸，并自动发出报警信号，以便技术人员及

时进行维修[2]。通过这样的方式，不仅可以将电力系统故障所造成的不良影响降到最低，同时也可以进一步提升电力检修效率，确保电力供应效果。

（二）主要作用

众所周知，在变电站的运行过程中，如果出现了相应的故障，不仅会影响到正常的电力供应，同时也会因过大的短路电流等对电气设备造成损坏，严重的情况下甚至会导致电力系统瘫痪，对人们的生产生活造成非常大的不利影响。而继电保护自动化系统的合理应用便可让这些问题得以有效解决，其主要的作用是根据实际情况作出自动化的故障切断处理，以此来达到及时止损的目的，尽最大限度降低电力系统故障对变电站设备的不良影响，确保整体变电站系统的安全稳定运行。

（三）保护分类

在变电站继电保护自动化系统的应用过程中，被保护对象所具有的性质会对其继电保护分类起到决定性作用。就目前来看，其保护分类主要有以下的三种形式：第一是对变电站中的发电机进行继电保护，主要包括外部短路保护、定子绕组相间接地短路保护以及过电压保护等;第二是对变电站中的输配电线路进行继电保护，主要包括线路的相间短路保护和超负载保护等;第三是对变电站中的变压器进行继电保护，主要包括绕组短路的自动化处理、油面降低故障保护以及变压器过温故障保护等。

三、变电站继电保护自动化系统技术应用分析

（一）继电保护技术

在我国社会经济与科学技术的协同发展中，电力系统的建设、发展以及更新步伐也在逐渐加快，越来越多的新型技术设备开始被应用到了变电站中。在这样的情况下，变电站中的继电保护技术获得了飞速发展，继电保护装置也实现了进一步的更新。就目前来看，应用在变电站中的继电保护设备已经由原来的单一元件形式继电保护器发展成了复杂性高、综合性强的现代化专用电气设备，尤其是随着机电设备自动化技术的应用，更是显著提升了其故障处理效果，让传统继电保护装置故障处理过程中的诸多弊端得以良好改善[3]。在对变电站电力系统进行运行检查的过程中，可借助于继电保护自动化系统中的传感器来进行线路与设备运行情况的实时监测，及时发现相应的故障和异常，并根据实际情况，及时将故障段从整体电力系统中切除，然后根据相应的数据对比来进行故障诊断和处理。通过这样的方式，便可让电力系统故障所导致的损失得以显著降低。在当今，随着继电保护自动化系统技术的不断发展，其作用范围也实现了进一步的拓展，在监测、保护和通信等技术方面都实现了一体化发展，且具有非常光明的发展前景。

（二）自动化技术

作为科技时代中的一个重要产物，自动化技术在当今社会的各个领域中都得到了广泛应用，并为各个行业的发展提供了全新的动力。自动化技术中涵盖了非常广泛的内容，其中，继电保护装置以及自动化监控系统在变电站继电保护中最具代表性。自动化技术是以数字化技术为基础发展的一种技术形式，将该技术应用到电力系统检测中，可将传统人工操作有效取代，在实现人力资源利用率进一步提升的基础上有效避免人为因素对电力系统检测效果的不利影响。比如，在变电站输配电线路发生短路故障时，如果采用传统的人工操作形式，便只能在電力系统发出故障警报或通过其他现象发现故障之后进行人工拉闸处理，由于动作较慢，故障的影响范围便会较大。但是随着自动化技术的应用，便可在故障或异常产生的第一时间迅速将故障段从电力系统中切断，尽最大限度降低故障所带来的不利影响，为线路与设备安全提供良好保障。

（三）系统功能技术

1、复杂故障准确定位

在当今电力行业的不断发展中，变电站中的线路和设备越来越复杂。在这样的情况下，变电站中的故障也开始变得越来越复杂。而在对这些复杂故障进行处理的过程中，最为重要的一项内容就是故障定位。在变电站继电保护自动化系统技术的具体应用中，其复杂故障定位的主要原理是装置测距。就目前来看，变电站复杂故障定位中的装置测距方法主要有两种。第一是单端电气量法，该方法主要是通过母线和故障反射点上的故障行波脉冲反射时间来进行故障点与测量点之间的距离判定，测距中无需通信，应用的成本也比较低。但是这种方法很容易受到其他线路发生末端影响，具有较大的测量误差[4]。下图是单端电气量法接地故障状态网络示意图：

图2-单端电气量法接地故障状态网络示意图

第二是两端电气量法，该方法主要通过故障行波脉冲到达母线两侧的时间差来进行故障点与测量点之间的距离判定，具有十分简单的运行原理，且检测结果十分准确。但是在该方法的应用中，需要将测量仪器设置在母线两端，同时需应用到通信设备，所以花费的成本也比较高。下图是两端电气量法故障位置确定示意图：

图3-两端电气量法故障位置确定示意图

具体定位中，电力企业与技术人员应根据实际情况、结合实际需求来进行定位方法的合理选择。

2、辅助决策

在传统的变电站系统故障发生时，主要的分析方式为人工分析。在这样的情况下，分析者的技术水平和工作经验等都将会对故障分析结果产生一定影响。而随着继电保护自动化系统的应用，便可对故障出现之前和出

现之后的所有状态信息以及故障报告进行全面收集，并借助于模糊处理技术对相关数据进行计算和处理，以此来实现变电站故障的迅速、准确判断[5]。这对于变电站电力系统故障的处理以及系统运行的恢复都将起到良好的辅助作用。

3、状态检修

在变电站的运行过程中，如果继电保护装置在设计和制作方面存在缺陷，或者是回路运维效果不好等，都很容易导致其不动作或者是误动作现象发生。而通过继电保护自动化系统技术的合理应用，便可对继电保护设备自主进行状态检修，以此来及时发现继电保护设备的异常，并根据实际情况进行自动修复，同时也可以将相应的故障报告储存在系统中，为后续的继电保护运维提供科学参考。

四、变电站继电保护自动化技术未来的发展方向

随着我国社会经济的发展和科学技术的进步，越来越多的新技术开始被应用到了电力系统中。在这样的情况下，变电站中的继电保护装置也实现了数字化、自动化、智能化和高集成化的发展。而在计算机技术的不断发展中，应用在继电保护装置里的集成电路将会更多。在此类继电保护设备的具体应用中，便可将测控装置作为载体来进行变电站故障的自动化监测，在有效降低变电站线路和设备故障发生几率的同时实现变电站运维成本的显著降低。

尤其是在智能化变电站的建设和发展中，繼电保护自动化系统将会继续朝着高度集成化以及智能化的方向发展，进而为智能化变电站的运维提供先进的技术支撑，让智能变电站中的线路与设备安全得到最大限度的保障，同时也将实现变电站故障处理效率的最大化提升。这样便可让社会的用电需求得以全面满足，提升供电服务质量，促进电力行业与社会经济之

间的协调可持续发展。

结束语：

综上所述，电力能源在当今社会的生产生活中具有不可或缺的作用，作为整个电力系统中的核心组成部分，变电站的安全稳定运行是确保电力系统运行质量、满足社会用电需求的关键。而在变电站的运行过程中，由于受到很多因素的影响，电力线路与设备都很容易出现故障，如果不能及时将故障切除，并使其得到有效处理，便会对相应的线路和设备造成不良影响，甚至会导致线路和设备损坏。基于此，电力企业和技术人员应将继电保护自动化系统技术应用到其中，以此来实现变电站线路与设备的良好保护。在此过程中，技术人员一定要对继电保护装置做到全面了解，明确其自动化系统技术的基本任务、主要作用和保护分类，并将该技术合理应用到变电站继电保护中，以此来满足变电站对于继电保护方面的实际需求，确保变电站运行的安全性和稳定性，在满足社会用电需求的同时促进电力企业的良好经营与发展。

参考文献：

[1]王志永.继电保护在提高配电自动化系统性能中的应用[J].集成电路应用，2021（09）：84-85.

[2]吴玉玲，王能胜，王黄磊，江涛.继电保护自动化技术在电力系统中的应用研究[J].信息技术，2021（04）：164-169.

[3]葛颖丰，贝斌斌，陈徐，陈卫，乐程毅.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理研究[J].现代工业经济和信息化，2021（03）：80-81.

[4]刘永志.继电保护自动化技术在电力系统中的应用研究[J].新型工业化，2021（02）：203-204.

[5]黄行星，童啸霄.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电子世界，2021（02）：188-189.