电气工程中电力综合自动化系统与变电站继电保护分析

电气工程中电力综合自动化系统与变电站继电保护分析

黄斌

广州电力建设有限公司   510799   广东省广州市

摘要：社会发展迅速，电力综合自动化系统被广泛用于电气工程，对变电站继电保护能力提出了较高要求，研究有效的继电保护策略至关重要。本文将结合电力综合自动化系统的运行特点，分析该系统的变电站继电保护效果，提高变电站的运行效率，为变电站营造良好的运行环境。

关键词：电气工程；自动化系统；变电站

引言：科技的发展为继电保护工作提供全新思路，电力综合自动化系统通过对变电站二次设备优化重组实现，该系统的运行，降低了变电站继电保护的难度。因此，电气工程相关人员应认识到该系统的重要性，深入研究电力综合自动化系统的特点，充分发挥系统的继电保护作用。

一、电力综合自动化系统

（一）系统概述

电力综合自动化系统可取代人力完成数据分析、通信、装置控制等操作，提升电气工程运行的智能化程度，不仅能够优化变电站继电保护工作的效果，还可以保护工作人员的人身安全。该系统的运行使变电站二次设备的形式发生改变，变电站的占地面积缩小，运行方式简单化，完成继电保护工作难度下降，与此同时，综合自动化系统实现数据信息共享，快速采集、分析、处理数据信息，并将分析结果传递至工作人员，减轻变电站工作人员的工作压力。电力综合自动化系统优势明显，被广泛用于电气工程实施，已有大部分电气厂商实现自主研发自动化系统，增强自身在行业中的竞争力，降低变电站安全事故发生概率。

（二）系统结构模式

第一，集中式综合自动化系统结构，一种常见的系统结构，该结构搭建的自动化系统中使用一套计算机系统作为中心控制单元，通过在系统扩展外围接口与其他装置相连，实现数据的采集与处理，但该结构的自动化系统仅适用于35kV以下的变电站。第二，分布式综合自动化系统结构，该系统搭建过程中采取多套计算机设备并行的运行模式，运行过程中借助网络将变电站各种设备相连接，具有较强的继电保护能力，且该结构的系统易于维护与扩展系统功能，常用在中低压变电站。第三，分层分布式综合自动化系统结构，该系统对设备无统一要求，实际运行中各设备互不影响，具有较高的开放性，是使用范围最广的系统结构模式。

（三）系统功能

第一，监测功能是电力综合自动化系统的重要功能，该功能模块用于数据采集、处理与分析，捕捉变电站运行过程中传输的信号，并将信号所承载的信息快速传送至工作人员，便于工作人员快速了解变电站运行情况。第二，监控功能模块，该模块能记录变电站手动跳闸与事故跳闸的次数，当变电站运行出现故障时，工作人员可通过该功能获取变电站运行相关信息，以便工作人员对故障做出更准确的判断。第三，远传功能，变电站运行出现故障时，该功能被启用，按照H类规约在系统内传递信息，变电站相关人员收到故障信息后，可快速做出正确的反应，合理调配工作人员排除变电站的故障。第四，保护功能，使用微机保护装置实现，简化变电站继电保护设备的操作方式[1]。

二、变电站继电保护

（一）继电保护装置特征

电力综合自动化系统运行后，变电站的继电保护装置呈现以下特征，充分体现电力综合自动化系统的继电保护作用。第一，所用继电保护装置必须微机化，具有较强的通信功能，可与自动化系统相连。第二，使用先进的变电站继电保护装置，确保该装置可与系统监控后台连接，向系统中随时传送各类信息，系统利用此类信息可对装置进行控制。第三，继电保护装置具有人机交互界面，且界面设计良好，降低工作人员操作电力综合自动化系统的难度，快速获取相关信息。第四，继电保护装置的时间与系统时间一致，并能够测量故障录波距离，保证自动化系统的功能优势可被尽数展现。

（二）继电保护装置选型

继电保护装置的选择是借助自动化系统提升变电站继电保护性能的关键步骤，工作人员在选择继电保护装置时，应考虑以下因素对装置性能的影响。第一，调查继电保护装置生产厂家的制作技术，了解该厂家生产继电保护装置的性能指标，判断是否符合变电站继电保护需要。第二，检验继电保护装置的抗干扰能力，确保该保护装置可适应自动化系统运行环境，验证装置采集与处理数据的准确性。第三，对装置的信号传送能力进行检测，性能良好的继电保护装置应具备对信号重要程度分级的能力，使该装置实际运行后可加快工作人员获取信息的速度，快速处理变电站运行过程中出现的故障。

（三）装置安装与调试

第一，在安装继电保护装置之前，了解装置的安装流程，严格按照标准流程开展安装工作，并合理划分不同工作人员在装置安装中的职责。第二，对新安装的装置进行校验，通过模拟变电站运行过程中可能出现的故障，检验装置安装质量，及时发现继电保护装置安装中出现的问题。第三，完成安装后对继电保护装置进行调试，协调相关各系统之间的关系，保证电力综合自动化系统可正常运行。第四，通过保护试验检验系统的继电保护性能，并制定方案对系统的各项功能运行情况做出判断，以免装置安装与调试过程中存在问题未被发现，影响变电站继电保护装置的保护效果

[2]。

（四）故障定位

故障定位是电力综合自动化系统在变电站继电保护中的重要作用，该系统与继电保护装置结合可降低工作人员识别与处理故障的难度，快速确定故障发生位置，定位方式有以下两种。第一，单端电气量行波测距法，该测距法的原理为行波反射与投影，通过记录信号发送与送达的时间完成故障位置确定，实现难度较小，且测量结果准确，该方法确定故障位置在系统中使用独立的CPU，消除CPU处理速度对测量结果准确性的不良影响。第二，两端电气量行波测距法，根据行波到达两侧母线的时间判断距离，确定变电站故障位置，无需考虑反射与投射，但测量时间较长。

（五）事故分析与辅助决策

电力综合自动化系统将信息技术引入变电站继电保护，使信息技术具有较强的数据采集与处理分析能力，可替代人力快速完成数据处理工作，提升数据处理结果的准确性。使用该系统可随时获取故障相关信息，并对信息进行分析处理，得出更便于工作人员开展工作的信息，降低变电站工作人员理解故障信息的难度，缩短故障处理周期。与此同时，该系统可通过数据处理结果对可能存在的故障进行预警，向工作人员提出处理变电站故障的建议，为工作人员提供装置维护思路，降低变电站出现故障的可能性，充分体现继电保护装置的实际应用价值。

（六）装置状态检修

电力综合自动化系统随时采集继电保护装置的运行信息，并将信息储存于系统，判断继电保护装置运行状态的变化，及时发现出现故障的继电保护装置。微机继电保护装置与自动化系统相连后，具有自检与存储故障检测结果的功能，替代人力完成继电保护装置检修，工作人员通过自动化系统掌握装置详细信息，当系统发出预警时，快速制定继电保护装置维修方案，减小装置故障对变电站运行的影响。装置状态自动检修是将电力综合自动化系统用于继电保护的优势，有助于提升变电站继电保护效果，促进电气工程发展[3]。

结束语：综上所述，继电保护工作是电气工程运行中最重要的工作，电力综合自动化系统的运行有助于提升继电保护效果。相关工作人员应关注领域最新研究成果，结合变电站继电保护工作需要，不断调整将电力综合自动化系统用于继电保护的方式，促进行业发展。

参考文献：

[1]梁嘉晖,王永辉,陆超,李婷婷.变电站继电保护运检防误技术[J].科技资讯,2021,19(28):40-42.

[2]张燕雯.变电站综合自动化系统中的继电保护[J].集成电路应用,2020,37(09):88-89.

[3]张京一.变电站综合自动化系统中的继电保护问题探析[J].农村实用技术,2020(05):156.