继保自动化在电网系统中的应用

继保自动化在电网系统中的应用

曾年周

（广东电网责任有限公司韶关始兴供电局512500）

摘要：电网系统是保障变电站日常工作的重要系统，可以对变电站设备运行情况进行有效的测量与控制。而继电保护的作用在于当电网系统出现故障时能够快速地切除异常设备，减少对设备与系统的损坏。因此，继保自动化作为电网系统的技术保障，能够促进电网系统的安全运行，对于电力设备的作用显而易见。

关键词：继保自动化；电网系统；应用

传统的变电站管理无论在安全性还是有效性上都存在缺陷，且供电质量缺乏保障，设备的维护和管理水平较低。继电保护自动化技术的出现，代替了传统的控制系统，填补了传统技术的不足，让变电站电网系统成为了自动化主要的管理模式，具备监测、管理、控制、保护等多个方面的功能。本文也将围绕继保自动化的应用与技术特点展开针对性研究工作。

1.继保自动化的功能需求

1.1系统监测

系统监测功能是为了管理部门能够对变电站电网系统的实际运行状态进行数据收集。此时，工作人员可以及时了解电网运行过程中的潜在缺陷与问题，以便于采取针对性的应急预案。随着信息化水平的不断提升，变电站目前已经基本实现了无人值守，并结合多种技术，配合更科学可靠的控制系统来提升运行的安全性。而工作人员可以通过系统监测的方式来划分不同的信号数据类型，包括模拟量信号、开关量信号等[1]。

1.2监控管理

系统监控管理的目的是统计故障发生的类型与故障频率。例如电网单相接地出现故障时，系统需要结合功率、相电等来分析线路的运行状态，并结合电流与电压的变化来判断投切电容器与接头的位置。

1.3系统保护

系统保护作用主要体现在系统应该具备的可靠性与灵敏性方面。例如系统自我检测功能，及时的对主机和其它组件进行检查，并展现出系统运行状态，记录故障前后电流变化情况等。从变电站保护类型上看，也包括电容器保护、线路保护、变压器保护等。

2.继保自动化在电网系统中的保护作用

2.1过激磁保护

过激磁保护的目的是防止因变压器等设备系统出现故障而导致铁芯发热，同时，其内部的控制功能，还能有效避免因过电压而导致的变压器低频率运行与损坏问题。一般情况下，在了解变压器运行状态的基础上，可以通过保护装置内设的过激磁元件来满足不同类型变压器的相关要求。考虑到变压器出现故障过压情况，在一定的时间内系统可以实现保护功能，具体来看，可以表现为：

其中n（t）表示的是过激磁的倍数，T表示的是从开始到结束时的计算时间，从公式来分析，可以将过激磁信息表现为以时间为变量函数，倍数中也包含了不同时间段的信息，以达到保护目的[2]。

2.2非电量保护

非电量保护技术要点在于信号可以在撞期启动后发送信息，设备内部中央处理器也能记录非电量的动作情况，另外，装置可以设定启动装置时间。此时，如果电网系统内部的变压器出现严重故障，难以探测信号时，系统会自动报警，如故障不影响装置的正常运行，那么触电只连接信号警报。反之，主变压器会立即跳闸，然后对故障进行合理隔离。

3.继保自动化在电网系统中的应用

3.1设备设计

电网系统在正式投入前需要对设备进行选型和规划工作，以保障装置的质量与性能。设备设计的要点在于硬件设施的质量，例如，实际工作中尽量避免使用过渡性期的继电保护装置。继保自动化的功能要求是维持电网系统安全运行，防止因系统故障产生的人力和资源消耗。因此，相关部门需要重视设备配置与设计，尤其是继电信号、测量保护等功能需求，维持其正常运作。通常情况下，自动化作业模式需要具备一定传统作业功能，一旦出现网络故障或数据传输问题时能应急切换，防止系统瘫痪。

3.2系统调试

继电保护自动化管理涉及到系统的调试工作，包括直流系统、监控设备等调试，在这一阶段工作中，基础数据信息分析工作需要高度重视，并将数据录入数据库当中，作为设备调试数据依据。例如对于继电保护装置安装和校验工作，就需要在装置上设定试验电压，然后验证设备是否会出现故障。另一方面，调试安全环节还需要注意物理破坏的预防措施，无论是插头、压板还是其它设备的安装都应该保证质量[3]。如果设备调试时需进行断电，那么还应该按照停电作业相关规定制定合理的安全保护措施。

3.3运维管理

未来的继电保护装置自动化将成为主要的系统功能，伴随着人工智能技术、数据通信一体化等模式的出现，各种复杂问题也能得到有效解决。实际上，一体化的继保自动化可以被看作是一台高性能的计算机，作为电力系统智能终端，可以保障信息数据传输与储存。此时，设备运维管理工作就显得至关重要。操作人员业务能力与设备使用的熟练程度直接影响到运维管理质量，特别是设备长期运行状态下，其运行模式与运行要求也应该定期检查，及时发现潜在问题。在网络化时代，保护单元与设备安全保障可以在系统内进行规划，以保护装置连接模式形成运维管理网络，确保整个电网系统的安全运行。

4.继保自动化应用案例

某传统变电站为220kV变电站，负责对周围4个110kV变电站进行输电，供电范围不仅包含居住区域，还包括机场等大型区域的供电。该变电产的运维人员需要定期的对模拟量数据进行记录，通过人工管理的模式来维护变电站的电网系统，产生故障与人为失误可能性较高。

该变电站考虑到技术改造的必要性，采取了继保自动化改进方案。

硬件方面，将传统的断路器更换为SF6断路器，然后将端子箱、控制电缆等设备同时进行更换，并增加监控系统，此外，为了满足继保自动化的技术要求，在内部插件、抗干扰措施、变换器插件、电源等设备上同时进行了优化处理；

系统方面，通过通信管理机来实现远动功能，并对变电站电网系统进行全程管理，保障系统通信功能。站控层对设备运行状态进行管理，间隔层则符合断路器的控制与系统监测功能。

保护装置方面，在运行的状态下可以具备模数转换与监测功能，并及时地对故障情况做出反应。主程序在调试状态下会进行全面自检，通过后按频率采样，视情况决定是否要调节采样周期，在自检工作结束后发出相应的故障报告，完成保护功能监视工作[4]。

结果表明，在经过继保自动化应用后，变电站电网系统可以对数据进行精确记录，优化人员结构与后台监控系统，并利用神经网络技术，将一些复杂的非线性问题以非线性映射模式进行处理分析，实现人工智能。保护人员也需要主动保护维护、直流维护、变电站自动维护等多个方面。

5.结语

参考文献：

[1]陈晓湖.继保自动化在电网系统中的应用研究[J].科技创新与应用，2016（11）：195-195.

[2]段刚，杨东，吴京涛，等.综合智能电力系统动态监视平台及其应用[J].电力科学与技术学报，2011，26（2）：21-26.

[3]范义，邱雁庄.一种智能变电站继保自动化检测方法[J].科技创新与应用，2016（26）：158-158.

[4]吴罡明，王志军.220kV变电站主设备继保自动化培训仿真系统的开发与设计[J].电子测试，2016（22）：7-8.