電氣工程中電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)分析

武小平

[摘? ? 要]在電氣工程的建設(shè)發(fā)展中，電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由可靠集成環(huán)保的自動(dòng)化設(shè)備構(gòu)成。變電站作為電網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，變電站繼電保護(hù)是對(duì)電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，并經(jīng)選擇后可靠動(dòng)作，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。因此，主要對(duì)電氣工程中電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)進(jìn)行研究分析，旨在通過對(duì)系統(tǒng)與保護(hù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述，為以后類似的事件提供一定的參考。

[關(guān)鍵詞]電氣工程;電氣系統(tǒng);綜合自動(dòng)化;變電站;繼電保護(hù)

[中圖分類號(hào)]TM77 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（21）04–0–02

Analysis of Electric Power Integrated Automation System and Substation Relay Protection in Electrical Engineering

Wu Xiao-ping

[Abstract]In the construction and development of electrical engineering， power integrated automation systems often need to be composed of reliable integrated environmental protection automation equipment. Similarly， as the basic part of the power grid， the substation relay protection is to detect faults or abnormal conditions in the integrated power automation system， and to act reliably after selection to ensure the safe operation of the power grid. Therefore， this article mainly studies and analyzes the power integrated automation system and substation relay protection in electrical engineering， and aims to provide a certain reference value for similar incidents in the future by elaborating the system and protection technology in detail.

[Keywords]electrical engineering;electrical system;integrated automation;substation;relay protection

在我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)日趨發(fā)展，進(jìn)而使電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)——變電站繼電保護(hù)技術(shù)更加智能和先進(jìn)。在電氣工程的電力系統(tǒng)建設(shè)中，通過繼電保護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，通過對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控，從而讓電氣設(shè)備能夠在電網(wǎng)的安全運(yùn)行中發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。

1 電氣工程電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化發(fā)展

在電氣工程中，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展需要朝著數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化與集成化的方向發(fā)展。①數(shù)字化利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展成為支撐的系統(tǒng)工程，與以往的電氣工程相比較，擁有較多的計(jì)算特點(diǎn)，并且引進(jìn)了過程層的觀念，使用信息的模式也產(chǎn)生了基礎(chǔ)改變，并且互聯(lián)網(wǎng)的信息交互也更為寬廣，更為智能化的一、二次設(shè)備的分界線更加模糊，一次設(shè)備和二次設(shè)備落實(shí)了最初的整合，這也極為適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[1]。②集成化將計(jì)算機(jī)技術(shù)與集成電路使用到電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備當(dāng)中，從而有效提高電氣工程的自動(dòng)化程度;使用集成電路讓測(cè)量、控制與保護(hù)設(shè)備變得更為聚積，可以幫助各種功能集成在獨(dú)立的模塊中存儲(chǔ)，不但讓信息傳播的通暢性獲得了保證，并且有效加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力，還擴(kuò)大了數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的空間，極大地減少設(shè)備設(shè)計(jì)成本。③標(biāo)準(zhǔn)化不完善已成為制約電氣工程發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。然而，在電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展下，電氣工程正朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向前行。例如標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品模型、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)功能、標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，讓客戶自由選擇的需求得到了滿足，從而提升電氣工程的價(jià)值，保障了電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2 變電站繼電保護(hù)價(jià)值分析

繼電保護(hù)作為變電站中重要部分，關(guān)系著變電站的安全與穩(wěn)定。從電力系統(tǒng)上分析，一旦其中電力元件和電力設(shè)備本身發(fā)生了故障，直接影響著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，繼電保護(hù)就會(huì)發(fā)揮其相應(yīng)的作用，發(fā)出警告信號(hào)，指導(dǎo)值班人員及時(shí)地采取措施[3]。

在當(dāng)前電力系統(tǒng)，繼電保護(hù)維護(hù)、運(yùn)行管理應(yīng)遵守可靠性、快速性、靈敏度與選擇性四項(xiàng)主要指標(biāo)。①可靠性是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障前，繼電保護(hù)的維護(hù)工作應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，利用保護(hù)裝置的操作以及運(yùn)行管理和維護(hù)，將故障的危害降到最小;②快速性則代表了在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障以前，應(yīng)該利用繼電保護(hù)的檢查和維護(hù)來找出異常，并采用策略，規(guī)避因?yàn)闀r(shí)間延遲或動(dòng)作緩慢而導(dǎo)致?lián)p害增加，并在第一時(shí)間有效地處理異常;③靈敏度是指在維修工作當(dāng)中，要強(qiáng)化對(duì)各種設(shè)備運(yùn)行故障的識(shí)別，確定各個(gè)故障的具體情況和出現(xiàn)的原因，根據(jù)故障的性質(zhì)和表現(xiàn)精確控制故障的規(guī)模與嚴(yán)重度，采用有效的保護(hù)措施，減少損失;④選擇性是指系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置只將故障元件切除，保證非故障元件的繼續(xù)運(yùn)行，以保證電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定

運(yùn)行[4]。

3 電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)發(fā)展方向

3.1 完善保護(hù)體系

在電氣工程中，電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站機(jī)電保護(hù)發(fā)展方向中，需要完善保護(hù)體系，通過建立科學(xué)合理的原則，指導(dǎo)和監(jiān)督繼電保護(hù)的維護(hù)。維護(hù)工作應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)開展?fàn)顟B(tài)檢修工作;在狀態(tài)維護(hù)工作中，應(yīng)按照確保設(shè)備安全運(yùn)行的首要原則進(jìn)行維護(hù)，強(qiáng)化對(duì)設(shè)備運(yùn)作的管控監(jiān)控和故障分析，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀情況與需要，對(duì)維護(hù)項(xiàng)目和間隔時(shí)間進(jìn)行調(diào)整;強(qiáng)化狀態(tài)檢修的全過程控制，檢測(cè)低消耗、低成本、高可靠性、安全性，在不影響設(shè)備安全運(yùn)作的情況下，依賴各種檢測(cè)技術(shù)開展預(yù)防性維修和檢查，保證能夠及時(shí)找出各種故障，確保設(shè)備安全，及時(shí)調(diào)整和更換設(shè)備，保證它在電力系統(tǒng)運(yùn)作中具有安全性和可靠性;對(duì)以往檢修觀念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，協(xié)同目前電力行業(yè)開展進(jìn)一步改革與創(chuàng)新，并使用預(yù)防、狀態(tài)、故障等相互融合的方法進(jìn)行檢修，從而實(shí)現(xiàn)具有針對(duì)性和計(jì)劃性的標(biāo)準(zhǔn)檢修，規(guī)避對(duì)維修效果產(chǎn)生影響，提高繼電保護(hù)狀態(tài)維修工作的質(zhì)量和效率[5]。

3.2 變電站繼電保護(hù)二次狀態(tài)評(píng)估

在電氣工程中，電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站機(jī)電保護(hù)發(fā)展方向中，需要重視二次狀態(tài)評(píng)估。智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)估中，對(duì)于繼電保護(hù)二次回路的評(píng)估，應(yīng)主要針對(duì)其電流回路、電壓回路、絕緣狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、接地網(wǎng)等方面檢測(cè)，以此來確定健康狀態(tài);對(duì)于繼電保護(hù)裝置的評(píng)估，應(yīng)主要通過對(duì)其外觀、接線、插件、通電、絕緣狀態(tài)、開關(guān)等各方面進(jìn)行檢測(cè)，以確定機(jī)電保護(hù)裝置的健康狀態(tài)。在實(shí)際的繼電保護(hù)裝置評(píng)估中，會(huì)結(jié)合評(píng)估內(nèi)容，根據(jù)每一項(xiàng)評(píng)分，提前確定出狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行評(píng)估，確定實(shí)際的評(píng)分?jǐn)?shù)值[6]。其實(shí)際的評(píng)估項(xiàng)目如表1所示。

3.3 創(chuàng)新電力系統(tǒng)變電站繼電保護(hù)檢測(cè)技術(shù)

在電氣工程中，電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站機(jī)電保護(hù)發(fā)展方向中，需要?jiǎng)?chuàng)新電力系統(tǒng)變電站繼電保護(hù)檢測(cè)技術(shù)。先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)為電力系統(tǒng)裝備檢修模式的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)，例如在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在繼電保護(hù)中的利用，能夠利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)缺陷，制定檢修加護(hù)。目前對(duì)于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，我國(guó)已經(jīng)具備相對(duì)比較成熟的技術(shù)手段，并且在多個(gè)行業(yè)中得到了廣泛的運(yùn)用，比如醫(yī)療、制造等，該技術(shù)作為支撐，也為電力系統(tǒng)變電站機(jī)電保護(hù)狀態(tài)檢修模式的運(yùn)用提供技術(shù)基礎(chǔ)[7]。

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用提供了保障，實(shí)現(xiàn)了信息共享。管理人員可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障隱患，并采取措施，才能確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。狀態(tài)檢修是通過傳輸媒介，把現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和后臺(tái)分析的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)人員，讓這些工作人員實(shí)時(shí)掌握相關(guān)信息。同樣，實(shí)際的應(yīng)用中必須要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性與精確性，不能出現(xiàn)任何誤差。

4 電力系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)的發(fā)展

在電氣工程電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)的發(fā)展下，需要建立繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。通過相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，能夠保證在繼電保護(hù)狀態(tài)檢修中，有大量的數(shù)據(jù)支撐，有助于匯總各類評(píng)估數(shù)據(jù)，整合各方資料。建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的智能化管理。利用這一數(shù)據(jù)庫(kù)，工作人員可以隨時(shí)查看各類信息資料，更加有利于檢修人員對(duì)信息的對(duì)比。這對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)具有積極的作用，不僅節(jié)省了人力物力，同時(shí)也避免了人為疏漏。繼電保護(hù)信息子站可以將整個(gè)變電站的所有保護(hù)裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。并通過子站傳輸?shù)胶笈_(tái)機(jī)上，在日常巡檢時(shí)，也可以查看這些數(shù)據(jù)信息是否存在異常，在故障發(fā)生時(shí)，通過信息子站的信息，可以看到故障設(shè)備保護(hù)動(dòng)作，還能查看保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)。同樣電氣工程電力系統(tǒng)與變電站數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化，也能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控分站繼電保護(hù)裝置與信息的通信，并對(duì)繼電保護(hù)站的通信狀態(tài)進(jìn)行調(diào)度。確保各方之間的正常通信和數(shù)據(jù)的正常傳輸和傳輸，通過完全接收和保存繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的故障動(dòng)作、報(bào)警、切換和記錄波形。在信息分站支持相應(yīng)的調(diào)度系統(tǒng)調(diào)用，同時(shí)可以上傳分站系統(tǒng)配置信息到調(diào)度系統(tǒng)。可以多調(diào)度系統(tǒng)信息調(diào)用命令上傳變電站系統(tǒng)詳細(xì)信息;也可以根據(jù)調(diào)度命令訪問每個(gè)連接到分站系統(tǒng)的設(shè)備。對(duì)保護(hù)裝置信息和故障波形記錄信息進(jìn)行智能處理，分類信息濾波。保護(hù)動(dòng)作的所有信息都可以傳送到運(yùn)行中的監(jiān)控系統(tǒng)。以某電廠投入運(yùn)行的變電站為例，對(duì)信息支持圖形化顯示臺(tái)站系統(tǒng)信息，提供樹型直觀的界面友好的人際管理。數(shù)據(jù)庫(kù)在電氣工程電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站繼電保護(hù)發(fā)展中的運(yùn)用，并不僅僅是制定出檢修計(jì)劃，更是在檢修過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，完善檢修計(jì)劃的一個(gè)過程，讓檢修更加地精確合理，確保電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

5 結(jié)束語

在電氣工程發(fā)展中，變電站繼電保護(hù)技術(shù)的合理運(yùn)用，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵。同樣，在繼電保護(hù)中存在的問題，需要通過技術(shù)的創(chuàng)新與繼電保護(hù)狀態(tài)檢修體系的完善，從而實(shí)現(xiàn)變電站的智能化發(fā)展，為我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)提供保障。

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