继电保护与电气自动化精选(九篇)

第1篇：继电保护与电气自动化范文

关键词：变电站 继电保护装置 统一化

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0056-01

1 变电站中继电保护装置的类型及作用

在电力系统中，变电站是非常重要的组成部分之一，它的运行稳定性和可靠性直接关系到整个电力系统的正常运行。在变电站中，继电保护装置主要是负责故障单元的隔离和控制，从而达到缩小故障范围的目的。由于变电站内的电气设备相对较多，这使得继电保护装置的种类也相对比较繁多，大体上可分为以下几种。

1.1 电压保护型继电保护装置

在变电站中，经常会出现过电压，这会对电气设备造成一定的影响，严重时会导致设备损坏。电压保护型继电保护装置能够有效解决过电压问题，这种类型的继电保护装置又分为过欠电压保护和零序电压保护。其中过欠电压保护可以防止变电站中的电气设备遭受雷击或是因操作不当引起的过电压等问题对设备造成的影响，例如，在变电器的低压侧安装避雷装置便可以防止雷击电压从低压侧侵入损坏设备的情况发生。零序保护则能够防止由于变压器绝缘故障导致的单相接地问题。

1.2 电流保护型继电保护装置

此类保护又可分为电流速断保护、过电流保护等等。其中电流速断保护在理论上是不存在时限的，即出现故障后能够瞬时将故障切除。而过流保护则会在其时限上进行极差的设置，以此来达到保护的目的。

1.3 差动保护型继电保护装置

当被保护的电气设备发生短路故障时会产生出电流差，此类继电保护装置便是依据这个电流差进行动作的。通常情况下，被保护区域内发生故障问题时，差动保护装置可以整定为瞬时动作，但是装置却并不会对被保护区域之外的故障作出相应的保护动作。换言之，差动保护具有非常明确的保护范围，只要超出这个范围装置均不会动作，这种保护装置的原理非常简单，并且动作过程中也不存在延时，所依据的电气量也比较单纯，故此常将其作为变电站内关键设备的主保护，如变压器、发动机以及并联电容器等等，此类保护装置在35 kV及以上等级的变电站中应用比较广泛。

1.4 电容器保护型继电保护装置

此类保护装置最大的作用是防止电容器自身故障的发生，一般情况下，会对其进行带时限的速断保护。如果变电站内的电容器组容量相对较大时，还可加装差动保护与之相配合。

2 变电站中继电保护装置在设计调试中的统一化构想

2.1 变电站继电保护装置硬件设计调试统一化

对于变电站的微机保护系统而言，它是一个集多功能于一体的装置，具体包括保护逻辑处理、电气量采集、监测控制等等，而这些功能全部都是凭借装置中的各个功能模块予以实现的。在微机继电保护装置中主要包含以下几类功能模块：电源模块、CPU模块、CT/PT交流模块、出口模块等等。由于变电站内的继电保护装置所保护的电气设备、元器件以及范围均有所不同，从而使得其采集的电气量也都不相同，致使设计出来的保护装置的交流模块及出口模块区别较大，很难实现全部保护装置的交流与出口部分硬件的模块化。而智能变电站三层结构框架体系的提出，使原本由保护装置实现的交流采集功能改为由过程层的电子式互感器来实现，同时跳合闸功能则是由智能操作箱来实现。在这一前提下，继电保护装置的功能模块便可以有所简化，只需要包含电源、CPU这两大主要模块即可，这两大模块在一个平台上所有的装置都是标准化和统一化的，几乎不存在任何不同。对于继电保护装置而言，若是其硬件全部相同，则装置的箱体大小也应当是相同的，唯一的不同之处在于装置本身具有的功能以及应用场合不同，可能命名会有所区别，如变压器的继电保护、电路的继电保护等等。假设这种命名不同的情况不存在，便可以将变电站内绝大多数乃至于变电站间隔层内所有的继电保护装置的硬件设计成为标准化和统一化。而想要使这一目标实现，只需要解决保护装置命名不同的问题即可，从理论上讲，可以对不同的保护装置的标牌进行分别识别，这样便可以真正意义上地实现变电站继电保护装置设计调试标准化、统一化的目标，不仅有利于降低设计成本，而且还能使变电站继电保护装置维护的工作量大幅度减轻。

2.2 继电保护装置功能集成一体化设计

近年来，在电力电子技术不断发展和完善的推动下，使得继电保护装置主处理器的能力大幅度提升，同时，继电保护装置在变电站内的应用情况也越来越复杂。出于节约前期投资、简化设计、资源合理化利用等方面的考虑，变电站要求设计出一种集多功能于一体的继电保护装置。例如，在进线保护完成自身相关功能的前提下应当还可以完成进线自动投入功能，分段保护在完成自身功能的同时还应当能够完成开关自投及变压器保护主后备一体化的设计等等。采取这样的设计，能够使现有的资源得到最大化的利用，并且还能够进一步减少不同间隔单元多台装置间的信息交换，有效减少了中间环节，发生错误的几率也随之显著降低。目前，为了满足智能电网的要求，智能变电站不断增多，这使其维护调试成为了一个比较难以解决的问题。从传统的继电保护装置到当前的微机保护系统的应用，使变电站的维护工作量逐步减少，维护的难度也大幅度降低。这是因为微机继电保护一般只需要更换相应的元器件，再进行调试即可。然而，在智能变电站中，这种简单的更换方法满足要求，致使维护工作的开展受到了一定程度的影响。对于这一情况而言，我们可以尝试对继电保护装置的功能进行集成一体化设计。以110/10 kV的变电站为例，可以将10 kV的出线设计成为一台间隔层的保护单元，同时将110 kV的进线设计成一台间隔层的保护单元，然后再将变电站内的所有变压器设计成为一台间隔层保护单元，由这三个保护单元来完成所有的处理功能。这样可以使整个变电站由三台间隔层保护设备实现所有的保护功能，有助于减轻维护工作量。

3 结语

总而言之，随着我国电网规模的不断扩大，使得变电站内的各种电气设备不断增多，与之相应的继电保护装置也越来越多。继电保护装置作为变电站的重要组成部分之一，为了充分发挥出自身的作用，应当在装置的设计过程中使其达到硬件统一化、功能集成一体化的目标，这不但能够提高变电站运行的稳定性和可靠性，而且还能节约大量的投资成本，有利于经济效益的提高。

参考文献

[1] 陈春友，李英武.变配电站计算机监测与控制系统的电气设计[J].建筑电气设计通讯，2011（9）.

第2篇：继电保护与电气自动化范文

【关键词】电气自动化；工程；应用；发展前景

前言

改革开放以来，伴随着我国社会经济的持续增长与科技的大力发展，电气自动化的运用频率大幅度提升，它的重要性也日趋显示出来。电气自动化技术不仅能够保障供电质量和电力系统安全地运行，还可以有效地对电力系统进行控制，管理，调节。电气自动化则电气工程的一个组成部分，是电气工程的发展的一种方式，所以在各个电气领域都有着电气自动化的应用和贡献，所以有关部门应该充分的重视电气自动化的发展和应用。

1 电气自动化的发展前景

（1）随着各种现代化技术的不断应用，电气自动化企业要将电气产品的创新当做一种责任与目标，在各种科技成果的基础上提出发展的目标，将创新的能力应用于产品生产研发中，同时要利用各种创新精神提升产品的科技含量，在电气产品以及电气自动化控制系统方面进行创新

（2）对于电气自动化企业，在进行各种电气自动化技术开发以及系统集成的过程中，也要加强社会化的协作，有计划地进行关键技术的研究，加强对各种资源的配置和利用，以

适应整个市场经济体制的发展与变化

（3）电气自动化的控制系统能否成功的运作与其系统结构之间有十分紧密的联系。促进电气自动化系统结构的通用化可以对企业的所有网络结构形成一种保护，保证计算机的监督与电气现场控制设备之间的各种数据传输更加顺畅，促进电气企业的管理水平提升

（4）对于电气自动化系统的程序接口，要逐渐实现标准化发展，也是电气自动化的一个重要的发展前景。在未来的电气自动化发展过程中，可以以微软公司的技术和标准作为一个发展的平台，降低在各种电气上程的成本，也可以为电气自动化系统与办公系统之间的数据共享和传输带来一定的便利采用标准化的接口，可以对不同的硬件设备之间的进行的数据交换提供一定的保障，排除各种通信的障碍

2 电气自动化在电气工程中的应用

电气工程中分散测控系统的应用。传统的电气工程中的分散测控系统实际应用的是“分层分布”的构成结构，其工作内容的构成部分主要有数据高速通讯网、以太网、过程控制单元以及工作站，电气自动化在过程控制单元的应用是比较直接的，可以实时显不设备在运行中的状态以及运行中的相关参数，并且可以及时的打印和输出信号，一方面可以实现向工作站发送信息，另一方面接受由工作站发来的电力指令，为工程师在工作站的参数设置以及诊断维护提供基础。

电气自动化在电网调度中的应用。电气自动化的在电气工程电网调度中的应用形成了电网调度的自动化系统，电网调度自动化系统的构成包括大屏幕显不器、中心服务器、工作站、打印设备以及网络，结合电气工程系统中的特有局域网自动化的实现电网调度的全过程，并且合理有效的实现了电气工程中的发电厂、下属级别的调度中心以及终端变电站自动化连接，所以，电气工程对电气自动化技术的应用可以针对电气系统实行实时性的评估预测，通过电气系统运行状态的累计数据，预测电力负荷实行经济合理的电网调度，电气自动化技术可以帮助电气系统及时采集、处理和监控电力数据，在电力数据的支持下进行电网运行状况的安全分析。

电气工程管理中的电气自动化的应用。电气工程中的管理充分体现了电气自动化技术的应用，并在自动化技术在应用过程中侧重于编程上的调试，通过对仪表的工程管理进行分析，传统的仪表管理工作集中在流量、温度、压力以及液位仪表的显不等内容上，引入自动化技术后，仪表管理的工作内容转向基于集中PLC和集散DCS控制系统自动化的管理上，可以对多个温度、流量和压力进行集中采集数据、监测控制、输出控制以及最终处理，保障仪表管理和控制的精确性和稳定性。自动化技术对电气工程中的施工资料、程序系统、随机性文件以及记录的调试和检验实现由始至终的程序管理，保证了电气工程的工作质量和工作真实性。

电气自动化在变电站中的应用。电气工程中传统的变电站的主流工作模式是采用人工的方式进行电话操作和监视，自动化技术的应用大大降低了人工方面的开支，而且对于变电站的监控具有强化作用，变电站中自动化技术的主要应用是体现在对各种设备的运行状态和状况实现全方位、多角度的监视，从而达到对设备有效控制的目的，自动化信息处理方式的参与，减少了传统变电站人工操作的环节，使变电站的监测控制呈现系统性状态，但是极不部分还是需要人工进行的，比如电力数据的整理。

电气自动化与继电保护装置的融合 继电保护装置的主要作用是当电气系统发生故障时，可以第一时间传出警示的信号，并且对线路进行切断的一种装置。传统的继电保护装置容易发生拒动以及误动的现象，可以对继电保护装置进行实时监测，从而有效的控制电气系统中的各种设备的正常运行。与此同时，还能够对继电保护装置进行远程控制，即使继电保护装置是长时间的带电工作，也可以进行有效的控制。加强电气自动化与继电保护装置之间的融合运用，可以使得继电保护装置在第一时间内做出连续的反映，比如当电气设备或者线路出现过载或者短路的现象，继电保护装置可以立即将与之相连的线路进行切断，通过报告一些危险的信号，对故障进行报告。由于继电保护装置在电气系统中是起预防作用的，因此真正发挥作用的机会并不多。继电保护装置中出现的问题主要有两种，即拒动以及误动

3 结束语

电气自动化的水平是衡量一个国家经济与科技发展水平的重要标准，电气自动化在电气工程中的应用越来越广泛，人们也越来越重视电气自动化的发展与应用。促进电力工程的快速发展，需要从多个方面着手。比如电网自动化、变电站自动化、继电保护装置自动化等。我国将不断改进电气自动化在电气工程中的应用，力求达到更好的发展效果。

参考文献：

[1]曹金华.电力系统中电气自动化的应用分析[J].科技与企业，2012 （13）.

[2]唐杰，牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用，2013（01）.

第3篇：继电保护与电气自动化范文

关键词：电力 继电保护 可靠性 趋势发展

中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）05-0392-01

一、电力继电保护的整体含义

随着人们对电力质量运行要求的不断提升，继电保护装置已经被广泛的应用在电力系统中，所谓的电力继电保护装置就是为了降低电力系统运行故障隐患，迅速及时的处理电力故障，缩减故障处理开支，维护电力系统维护的一种电气装置，该装置动作于断路器发出信号或者跳闸，因其独特的电路保护特性，近年来被广泛的应用。

二、继电保护装置的要求及特点

1.继电保护装置的要求

继电保护装置应满足可靠性、灵敏性和速动性的基本要求，在此基础上，在实际应用中，还需考虑经济性，在能实现电力系统安全运行的前提下，尽量采用经济可靠的继电保护装置。

1.1可靠性

可靠性是对电力继电保护装置最重要、最根本的要求。可靠性要求保护装置应有正确的动作，即不改动的时候不能有误动作，该动的的时候不应该有拒绝动作。保护装置的误动作和拒绝动作都会给整个电力系统带来严重的危害，因此，为确保保护装置动作的可靠性，必须保证装置的设计原理、安装调试等正确无误，同时要求装置各部件质量可靠以提高整个装置的可靠性。

1.2速动性

即要求继电保护设备能在最短的时间内对短路故障进行切除，从而减轻短路电流对系统设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性，节约故障的处理时间

1.3灵敏性

指继电保护装置在其保护的范围内，对故障或异常工作情况的反应能力，在设备或者线路在被保护范围内发生金属性短路故障时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中也有具体的规定。

2.继电保护技术特点

继电保护技术主要由以下几个特点，首先自主化运行率提高，使得继电设备具有很强的记忆功能，提高运行的精确度，其次，兼容性辅助功能强，统一标准做法的运用，方便于统一标准，并且装置的体积偏小，盘位数量减少了，在此基础上，可以增加其他的辅助功能。最后，操作性监控管理好，该技术主要表现在不受外界环境影响下的主要部件，能够产生一定的作用。

三、如何提高继电保护的可靠性

安装继电保护装置主要是为了保护电路运行过程中电路的各个配件安全性，所以提高继电保护装置的可靠性，可从以下几个方面落实。第一，继电保护装置需检验应注意的问题，将电流回路升流试验和整组试验放在本次检验最后运行，完成这两项工作后，禁止再拔插件、改定值区等工作。第二，定值区问题，定值区数量的增加是电力系统与计算机网络系统快速发展的一个重要体现，它能够适应继电保护装置运行的不同需求。从而确保电力系统稳定运行。并且由于定值区数量不断增加，人们对不同的定值数据管理会出现或大或小的问题，为此应加强管理定值区，增加其专业技术人员及时调整数据更改记录。第三，一般性检查，一般性检查的工作虽然没有专项检查要求难度高，但其检查质量的好坏直接影响到电力继电保护装置的运作，由于一般性检查工作简单，琐碎，迄今为止还没有引起人们重视，既没有做到及时的进行一般性检查，而且检查时敷衍了事，没有得到具体的实现，细微的细节都可能存在重大的安全隐患，所以一般性检查的具体落实是提高继电保护可靠性的重要方面。

四、电力系统继电保护技术的发展

继电保护技术当今趋势是向计算机化，智能化，网络化，保护、控制、测量数据通信一体化和自适应控制技术发展。

1.计算机化

随着电力系统的不断发展，其对微机保护的要求不断提高除了保护的基本功能外，还应具有强大的通信能力，高级语言编程等各方面功能，这样，继电保护装置才能够得到系统的故障较多的信息，对故障性质、位置的判断和距离检测越加的准确，大大提高保护性能和可靠性。

2.网络化

计算机网络作为现代信息和数据传送工具已成为现代技术的中坚力量，它对各个工业领域都有着很大的影响，实现这种系统保护的主要是将全系统各重要电气设备保护装置用计算机网络连接起来，实现微机保护的网络化。

3.智能化

电气自动化是当代先进科学的核心技术，也是工业现代化的重要标志，他的发展对社会科技进步具有重要意义，因此，我们要时刻展望自动化在电气工程中的应用前景。我国为进一步提高自身产品，已加大了自主创新的发展力度，提倡研究人员研发更好的并且具有创新的产品，使我国电气自动化技术得到更好的发展。

此外，我国正在逐步加大对电网的建设，电气自动化为其的继续发展拓宽了空间。

4.保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化下，保护装置实际上就是一台高性能，多功能的计算机，它可从多方面获得电力系统运行和故障的所有数据和信息，也将它所获得的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端，其中在1992年，天津大学就提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了相关数字信号处理器为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

5.自适应控制技术

自适应继电保护的概念出现于20世纪80年代，其指能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而迅速实时改变保护性能、特性的新型的继电保护。自适应继电保护的基本思想就是使保护适应尽可能多的电力系统各种变化，提升改善保护的性能，这项技术具有改善系统响应、增强可靠性和节约经济成本等优点，从而拥有着广泛的前景。

五、结束语

随着科学技术的发展，电力能源已经成为国家的主要能源之一，对国民经济的发展和人民生活水平的提高产生了巨大的影响，而继电保护装置作为电力系统安全可靠运行的保障，其显得尤为重要。随着继电保护技术的不断成熟和管理制度的慢慢完善，相信日后继电保护装置的可靠性将会得到明显的提高。

参考文献

[1]王翠萍. 继电保护装置的维护及实验. 科苑论坛，2008.

[2]李海.袁琳.对继电保护故障的探讨[J].民营科技，2010.03.

[3]王姗.基于故障树分析法的继电保护系统可靠性分析[J].电气时代，2011（02）

第4篇：继电保护与电气自动化范文

关键词：继电保护；主设备；发展趋势；现状；技术

中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：

引言

随着电网建设的蓬勃发展，继电保护作为一种必不可少的设备广泛的应用于各级电压的电力系统中，尤其是在110kV及以上电压等级中更是得到了广泛的应用。由于继电保护在电网中非常重要，一旦出现故障，轻则引起大面积的停电现象，重则严重危害人民群众的生命财产安全。因此，发展电气设备的继电保护技术具有着十分重要的意义，下面是笔者个人的一些看法，如有不正之处，欢迎大家给予批评指正，本人不胜感激。

一、电力系统中大型设备的保护现状

与高压线路的继电保护相比，电力系统的主设备（例如：高压并联电抗器、母线、变压器以及发电机等）的继电保护工作长期处于一种落后的状态，造成了主设备的继电保护工作开展的效果很差，保护正确动作率与线路保护对比仍然落后很多。

但是随着科学技术的不断向前发展，大量的数字式主设备保护在电力系统中得到了广泛的使用，电力系统的机电设备保护的设计方案、配置方案都逐渐趋于完美，落后的现状也得到了大幅度的改善。同时由于新技术、新材料的应用也在一定程度上改善了主设备的继电保护现状。

1主设备保护的主后一体化趋势以及双重化配置

近年来，双主双后保护配置方案逐渐应用到主设备保护的领域，尤其是国电调[2002]138 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 》继电保护实施细则对主设备保护的双重化作出规定后，双主双后保护方案成为主设备保护研制、设计的指导准则，并为现场运行提供了极大的方便。双主双后的保护实现方式是针对一个被保护对象，配置2套独立的保护。每套保护均包含主后备保护，并且每套保护由2个CPU系统构成。

2主设备保护的新原理

近年来，主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真，提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。

2.1差动保护

常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。

2.2关于励磁涌流

目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手，来区分励磁涌流与短路的。各种涌流判别原理都具有在故障合闸时，保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。

二、电气设备继电保护的发展趋势

1保护装置集成化趋势

1.1充分的资源共享，一个装置包含了被保护元件所有的模拟量，保护逻辑的判据可以充分利用所有电气量，使保护更加完善、可靠，判据更加灵活实用。

1.2主后一体化装置，给故障录波、后台分析带来了便利。任何一个故障启动或动作保护装置就可以录下整个单元所有模拟量，使得现场故障的综合分析、定性及事故处理更加方便，而分体式保护只能录下部分信息。

1.3主后一体化装置便于保护双重化的实现。主后共用一组TA，TA断线概率大大下降；装置数量少，误动概率降低。

2多种新型互感器的采用

传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器，具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大，远距离传送造成电位升高等问题。

相比老式的电磁式TA，新型的互感器（例如：光电压互感器以及光电流互感器）具有着明显的优势，其中就有：动态范围大、频率响应宽以及不存在饱和的问题，完全可以在电流变化非常大的范围内进行先行变换；实现了强电和弱电的完全绝缘隔离，具有很强的抗电磁干扰能力；不存在二次开路的问题，二次输出值较小，适合与保护直接接口。因此其将成为主设备微机保护的发展趋势。

3系统向网络化方向发展

随着发电厂以及变电站监控系统的不断向前发展，现阶段我们对于注射被保护有了更多的要求，除了传统意义上的保护功能之外，还要有便捷的通信功能，以便于达到事故追忆、定值远方整定、故障数据处理以及保护动作报文管理等功能，达到电气设备的深度管理。

由于微型处理器逐渐向大容量、高速度方向发展，所以电力系统中采用了微处理器后，并通过高速总线可以更快捷、更有效地实现通信功能以及数据处理功能，可以实现保护装置的网络化、信息化目标。而且该系统除了上传数据以及报文等外，还可以提供各个状态下的设备的信息以及运行状态。

4先进的故障分析诊断技术

随着新一代的主设备保护的不断应用，新型的主设备保护不仅可以讲故障数据以及事件报文进行记录的功能，还可以对故障前后，所有的中间量、启动量、开关量以及模拟量等的变化进行记录，并且将保护的动作行为都通过记录的形式存档。采用高级软件完全可以对上传到保护信息管理系统以及电气监控系统的故障信息进行分析，确定故障时产生的保护动作是否合理，同时也可以为故障分析、查找提供相应的依据。

5信息技术的应用

当代继电保护技术的发展，正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面，保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式，也就是远方终端装置(RTU)加上当地监控系统，这时候，保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU，也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。

三、结论

随着我国经济的飞速发展以及电网的广泛普及，我国对电力的需求急剧增高，电力事故的出现，极大地影响了人民群众的日常生活并对其人身财产安全带来了一定的危害。然而我国的电力行业现状不是很理想，缺乏统一的信息化沟通渠道以及统一指挥，并且电力行业长期处于垄断式的发展中，造成了管理、安全理念落后，所以我们一定要研究出适当的电气设备继电保护技术，提高继电保护运行的可靠性，避免事故的发生。通过对电气设备的保护现状进行分析，继而研究主设备保护的发展趋势。因此，我们必须将电气设备继电保护技术进行透彻的分析，只有通过具体分析，将工作落实到位，才可以推动我国电气设备继电保护技术的不断发展，最终为我国经济的飞速发展增添新的动力。

参考文献：

第5篇：继电保护与电气自动化范文

【关键词】继电保护；状态检修；自动化技术

【中图分类号】U22 3.8+2 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0013-02

1 继电保护技术的现状

如今，电气设备的继电保护技术，从保护原理的设计，到生产厂家制造工艺，到售后服务等各方面都已比较完善，微机保护裝置的性能也已非常稳定，由于保护裝置性能不稳定引起的误动基本上不会出现。目前，所发生的保护误动作基本上是保护裝置外部原因引起的。当前使用的CPU芯片性能已非常稳定，因此在继电保护的检验工作中，没有必要对其CPU的正确性进行很详细的校验，而应对继电保护设备实行状态检修，也就是说只要保护裝置不告警，就不用进行检修。

继电保护的技术已经很成熟，而近几年发展起来的综合自动化技术，是一个全新的领域。由于技术新、硬件成本低、利润高，其发展速度非常之快，这对维护工作是一个很大的挑战。维护工作中难度最大的是通讯问题。当前，综合自动化系统还处于发展阶段，生产厂家都自成一家各有各的通讯规约，缺乏统一标准。再加上直流系统、电度表、“五防”裝置等都需要与监控系统通讯，而这些又都有各自的规约，致使维护工作越来越难，一旦碰到通讯问题，必须请厂家人员才能处理，而且经常要几个相关厂家一起到场才行。如此一来，既降低了设备的安全运行可靠性，又提高了设备维护的成本。

2 继电保护设备的状态检修技术

与电气一次设备不同的是电气二次设备的状态监测对象不是单一的元件，而是一个单元或一个系统。监测的是各元件的动态性能，微机保护和微机自动裝置的自诊断技术的发展为保护设备的状态监测奠定了技术基础。实施保护设备状态检修应监测：交流测量系统，包括CT、PT二次回路绝缘良好、回路完整，测量元件的完好；直流系统包括直流动力、操作及信号回路绝缘良好、回路完整；逻辑判断系统包括硬件逻辑判断回路和软件功能。保护裝置本身容易实现状态监测，但由于电气二次回路是由若干继电器和连接各个设备的电缆所组成，要通过在线监测继电器触点的状况、回路接线的正确性等则很难，这可能是保护迟迟未能有效地推进状态检修的主要原因之一。

电气二次操作回路是对电气一次设备进行操作控制的电路，是继电保护的一个重要组成部分。在继电保护设备要求进行状态检修的情况下，作为继电保护出口控制回路操作箱均采用硬件式结构，即由继电器直接在220V强电回路中通过二次线联接而成，接线繁杂，不具备自检、在线监测、数据远传等功能。虽然在综自站中该回路一部分硬接点可通过综自设备（如测控设计）进行上传监控，但要求二次回路继电器输出接点增多使接线复杂化可靠性下降，同时联接电缆也增多。

继电保护设备状态检修实施的重要基础就是在设备状态特征量的采集上不能有盲区。显然，对保护设备实行状态检修而言，现有的二次控制回路操作箱达不到要求。而利用美国SEL提供的数字仿真式继电保护平台可以有效地设计微机操作箱，成功解决了电气二次回路状态检修问题，可为实现保护系统完整的状态监测，为继电保护实行状态检修创造必要的条件。

3 继电保护技术的发展方向

现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量裝置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合，它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元（RTU）、微机保护裝置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。

综合自动化技术相对于常规变电所二次系统，主要有以下特点：一是设备、操作、监视微机化；二是通信局域网络化、光缆化；三是运行管理智能化。智能化的表现是多方面的，除了常规自动化功能以外，还具有强大的在线自诊断功能，并实时地将其送往调度（控制）中心，即以主动模式代替了常规变电所的被动模式，这一点是与常规二次系统最显著的区别之一。

4 结语

电气二次设备状态检修是电力系统应用发展的必然。同时，由于某些保护具有的PLC功能使得保护的有效监测范畴可以拓展到裝置以外的回路中去，这为有效地监视保护系统的相关回路提供了可能，或者说从保护裝置的检测拓展到相关回路的检测，从而使继电保护的状态检修具备了实施的基础。保护的状态监测将有助于对设备的运行情况、缺陷故障情况、历次检修试验记录等实现有效的管理和信息共享，并为设备运行状况的分析提供了可靠的信息基础，将有助于合理地制定设备的检修策略，提高保护裝置的可用率，为电气设备的安全运行提供坚实的基础。

参考文献

[1]周理，周芝峰.继电保护的应用及探讨[J].煤矿机械.2011.12

[2]胡初四.浅析继电保护的检修[J].中国高新技术企业.2009.24

[3]黄树红.火电厂设备状态检修——状态检修体制及发展状况[J].湖北电力.1998.22

[4]张国峰，梁文丽，李玉龙.电力系统继电保护技术的未来发展[J].中国科技信息.2005.02

[5]张锋.关于供电设备状态检修的思考[J].中国资源综合利用.2008.01

第6篇：继电保护与电气自动化范文

关键词：电力系统；继电保护；发展趋势

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

电力工业作为国家最重要的能源工业，一直处于优先发展的地位，电力企业的发展也是令人瞩目的。随着我国社会、经济的快速发展和全国联网战略的实施，电网将处于一个更加快速发展的机遇期，而继电保护作为电力系统的安全卫士，必须同时把它的发展战略提到一个新的高度，以确保电力系统的安全、稳定运行和国民经济的长期、快速、稳步增长。

1、继电保护的概念及类型

1.1、继电保护的基本概念

继电保护装置作为一种自动装置，其通过监测、测量、控制和保护一次系统，从而对不正常运行或是发生故障的电气元件进行反应，通过发出信号来使断路器发生跳闸动作，从而确保将故障及时切除，具有自动、迅速和有选择性切除故障元件的特点，同时对于不正常运行的电气元件，还可以通过运行维护数据的分析，从而发出信号，做出减负荷或是跳闸动作。

1.2、继电保护的类型

在电力系统中，一旦出现短路故障，就会产生电流急剧增大，电压急剧下降，电压与电流之间的相位角发生变化。以上述物理量的变化为基础，利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。

2、电力系统中的继电保护技术分析

2.1、继电保护装置组成

根据继电保护装置的作用设定，其组成一般包括测量部分(与定值调整部分)、逻辑部分及执行部分。

2.2、继电保护技术基本要求

继电保护装置的作用决定了其技术措施须满足动作选择性、动作速动性、动作灵敏性、动作可靠性等要求。这四点要求间联系紧密，存在着对立统一的关系。

（1）动作选择性

一旦发生故障，应首先由设备或者线路自身的保护装置切除故障。只有在该保护拒动时，才可以让相邻设备或线路保护装置切除。另外要遵照逐级配合原则，保证不同级电网发生故障时选择性加以切除。在故障部分被成功切除后，未发生故障部分应继续供电。

（2）动作速动性

一旦发生短路故障，保护装置应当尽快予以切除，以便提高电力系统的稳定性，缩小故障的波及范围，避免故障设备或线路进一步遭受损坏，并提高备用设备及自动重合闸自动投入的表现效果。

（3）动作灵敏性

一旦电力设备或输电线路在保护范围内出血金属性短路，继电保护装置应当具备符合规程的敏感系数。这一要求通过设定并校验继电保护装置的整定值来实现。

（4）动作可靠性

继电保护装置做出的保护动作应当精准可靠。正常运行时，应当做到可靠不动作。电力系统中的任何设备都不能在无保护状态下运行。可靠性也是对继电保护装置最根本的性能要求。

3、电力系统继电保护技术应用

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：当电力系统运行正常时，对系统中的各种设备的实际运行状况进行系统、全面和安全的监视，从而为系统管理人员提供全面、可靠的运行依据：供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行：当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

继电保护装置应用过程的基本要求。第一，选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除，首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其他非故障部分能继续正常运行。第二，灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。第三，速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

4、继电保护技术发展历程及趋势

4.1、发展历程及现状

继电保护技术是为了适应电力系统的发展而产生并逐渐发展的。而计算机技术、微电子技术、网络通信技术的迅猛发展不断地为继电保护技术注入了新鲜发展活力。在1928年出现电子器件保护装置后，从二十世纪五十年代开始，机电保护技术开始了日新月异的发展，从最初的机电式时展到六十至八十年代的晶体管式时代，八十年代中叶到九十年代进一步跃进集成电路式时代，而后又在新世纪发展为微机式时代。目前，我国新建的变电站、发电厂及高压超高压输电线路等都已实现了大规模集成化数字式继电保护。

4.2、发展趋势

目前，智能化与网络化技术在继电保护技术中得到了广泛的研究利用，促进继电保护技术呈现出网络化、计算机化、智能化、一体化的发展方向。随着微型计算机与微处理器的广泛普及，数字式时代已崭露端倪。

（1）计算机化。当代迅猛发展的计算机技术使得计算机在存储、运算、通讯等方面的性能都在不断提升，为继电保护技术实现计算机化奠定了技术。计算机化是继电保护装置必然的发展趋势，不但要求硬件微机化，更强调继电保护系统的信号数字化与功能软件化，大力提高继电保护性能的速动、灵敏与可靠，以争取电力系统更大的综合效益。

（2）网络化。从五十年代开始，通信技术逐渐与计算机技术相互结合研究并逐步融入合为计算机网络技术。这一技术作为信息数据通信工具，通过与继电保护结合实现了电力系统的安全稳定运行，已经发展成为当代的信息技术支柱。目前，继电保护系统要求所有保护单元之间可以共享整个电力系统内运行状态与故障状况的信息数据，保证每个保护单元和重合闸装置都可以借助这些信息与数据的共享分析实现协调动作。这就要求整个电力系统内主要的电力设备保护装置都要借助计算机网络加以连接，逐步实现微机保护的网络化。网络化目前还在逐渐起步，日后仍然具有较大发展空间。

（3）智能化。近年来，人工神经网络、自适应理论、进化规划、遗传算法、小波理论、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统多个领域都获得了广泛应用，推动继电保护技术研究向更高层次的智能化水平发展。智能电网中已普遍可以借助传感器实时监控发电、供电、输配电等设备的运行情况，并把数据收集起来经由网络系统整合分析，并实时监测全网的运行状况，实现了远程动态发挥保护功能及修正保护定值。

（4）综合智能化。继电保护系统不仅要实现保护功能，还应进行数据测量、控制、通信等操作，即要实现测量、控制、通信及保护等功能的综合自动化。这一系统打破了传统概念下二次系统内对各个专业界限与各类设备的划分原则，也突破了常规继电保护装置无法同调度控制中心实现通信的技术缺陷，赋予了电力系统自动化以更新的内容与含义。这一发展趋势代表了电力系统领域自动化技术的最新潮流。得益于科技的革命式发展，系统更为完善、功能更为健全、智能化水平更高的综合自动化电力系统一定会在我国智能电网建设中纷纷涌现，推动电网的安全性、稳定性与经济性达到新的水平。

结束语

当代电力系统组成非常复杂，包括发电机、输配线路、母线、变压器及各种用电设备，很容易出现运行异常，甚至酿成危险故障进而诱发事故。在这种情况下，为了保证电气设备与电力系统的安全运行，借助继电保护技术的自动装置应运产生。探析该技术的概念、任务及发展现状，研究它的发展水平及趋势，对于促进电力系统的发展具有重大意义。

参考文献

[1]鲁露.论我国电力系统继电保护的发展现状与对策[J].现代商贸工业，2010，08:38-39.

[2]钱雪峰.电力系统继电保护发展趋势探究[J].科协论坛(下半月)，2010，12:18-19.

第7篇：继电保护与电气自动化范文

[关键词]继电保护；变电站；自动化系统；功能分析

[中图分类号]F407.61

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0367-02

随着科学技术以及电网建设日渐成熟，我国电网继电保护综合自动化系统得到了良好的发展，不仅在变电站客户机信息搜集、保护、网络信息传输得到了广泛的应用，同时在EMS系统数据共享、稳定计算分析以及故障处理中都得到了良好的应用。由于系统继电保护、方式、调度、通信、运动以及变电站综合自动化相关技术，需要大量专业人员配合，在目前的发展状况来讲，难以实现继电保护自相适应。为了从根本上保障电力系统稳定安全运行，在增强继电保护正确运作效率的同时，不断满足电力系统运行要求；在实际工作中，必须遵循图纸、规程相关要求，在正确分析电路硬件构成的同时，实现软件逻辑功能；根据保护规律、原理，逐步积累工作经验，找出实际存在问题，有针对性的进行解决。

一、继电保护系统构成以及测距原理

（一）继电保护系统构成

从电力系统电网角度来看，电网继电保护综合系统是信息获取的主要途径，电网参数结构通过调度中心获取；输送潮流以及设备运行状态，通过EMS获得，由于必须经过调度下令，在保护装置信息投递中由现场执行。因此，在实际调度系统管理中，投递信息可以根据继电保护系统特点，从变电站监控体系获得；通过微机保护装置特点，获得系统构成保护装置异常以及故障状况；通过了解故障录波器以及微机保护系统，获得电力系统网络故障信息。

（二）继电保护故障准确度以及测距

在变电站自动保护装置故障录波器、保护装置故障测距中，由于500kv电站行波测距装置主要采用xc-21输电线路装置，当继电保护装置出现电流暂态行波信号时，通过系统特点进行测量。在当代微电子技术研制中，继电保护系统装置采用A型、D型以及E型测距法进行测量。A型测距法，又称单端电气量法，主要测量发生在故障点以及母线反射的故障行波脉冲时间测距，具有无需两段通信联络、投资低等优点，由于系统母线受末端反射影响，在系统测距结果时，时常有结果不稳定的现象。D型测距又称两端电气量法，主要测量系统故障行波脉冲与两端母线的测距，具有测距结果可靠、原理简单等优点，但是在实际应用中，由于自身特点影响，必须在系统两侧进行通信联络。E型测距主要是记录系统故障重合闸的滋生的各种暂态行波测距。

1、单端电气量行波测距原理

在变电站自动化系统中，一旦监视线路发生故障，继电保护电流会直接在母线以及故障点之间进行来回反射。在高通模拟滤波中，根据行波波头脉冲，将母线测距装置直接接人电流互感器二次侧行波信号中；通过系统故障点反射的行波脉冲与母线初始行波脉冲时间差，进行测距以及暂态电流行波波形记录。

2、两端电气量行波测距原理

根据变电站自动化系统特点，在线路两端装置测距时，记录母线到下行波波头时间，得到系统故障距离。在两端测距法中，根据行波波头分量特点，不仅减少了投射行波和后续反射等程序，并且具有测距结果可靠、原理简单等特点。由于系统两端测距必须在GPS时钟同步以及两端装设测距装置中进行，通过交换记录通讯故障初始行相关信息，获得系统故障距离。在电流互感器行波信号暂态电流中，由于不需要耦合信号设备，一般使用独立于CPU的采集单元超高速数据，抵消CPU速度慢带来的影响，缓存记录暂态行波信号。在装置可存储4次故障波形以及10次测距故障结果时，根据变电站特点，确保装置记录数据完整性；当故障信息越多时，系统故障位置、故障性质、故障距离检测越准确；在系统数据库调度中，由于已经存储了所有的平行线路距离、参数设备以及互感情况信息，当EMS数据系统共享时，得到系统故障一次设备运行状态。继电保护故障发生后，通过线路两端故障录波器收集以及客户机保护，获得故障报告，上传服务器；调度端通过综合利用信息，在简单计算系统故障的同时，明确系统故障性质以及定位情况。

二、变电站自动化系统继电保护功能

（一）继电保护事故分析以及辅助决策

当变电站自动化系统出现事故时，由于通常会伴随保护误动作，传统事故主要由人进行分析，受水平、经验影响，经常出现偏差。在电网继电保护中，变电站通过综合搜集故障运行状态以及变电站保护情况，在综合线路两端保护的同时，对同一端保护信息进行模拟探究；通过“故录”取样以及保护依靠，进行数据计算，从而准确使用最佳的继电保护辅助决策。

（二）保护装置状态检修

在变电站自动化系统中，由于数据统计分析存在二次回路养护不佳、缺陷以及厂商制造不达标等现象，导致变电站继电保护出现不同程度的误动作现象。因此，在继电保护系统中，加强继电器变为倾斜、脱轴、烧伤、外壳、整定值位置、继电器圆盘转动、压板转换开关、信号以及气味检查，根据微机型保护装置存储故障报告以及自检特点，综合使用自动化系统，保障继电保护装置顺利检修。

变电站自动化开关跳闸后，首先应该明确动作情况，在恢复送电的同时，将掉牌信号进行保护，在计入保护动作以及值班记录的同时，对相关工作进行检修。当检修工作涉及变电站自动化系统保护装置时，通过和供电部门及时联系，切换变电站自动化系统保险卸装以及开关转换工作。

（三）变电站系统可靠性分析以及综合化展望

在变电站自动化装置可靠性分析中，通过继电保护系统保护装置、保护装置情况、服役周期以及异常率交换情况，实现变电站继电保护装置可靠性分析。当变电站自动化系统保护信号传输位置出现偏差时，由于暂时无法解决，不仅降低了保护系统依赖性，同时对系统可靠性也造成了很大影响。在远程定值调整中，为了系统运行效率，通过系统保护配合的方式，从根本上避免保护拒动造成事故扩展。

为了保障变电站自动化系统运行状态，在充分考虑继电保护整定计算的同时，根据传统继电保护系统实时动作、事先整定等特点，确保继电保护始终符合运行方式变化。为了保障事先整定定值始终符合运行方式变化，根据动作延时状况、零序电流保护特点、运行方式失去配合以及一次系统限制等具体情况，依靠变电系统自动化电网技术、设备力量，进行数据收集；在两端线路电流、电压审核中，保障系统在线监测。

结束语：

随着电力系统继电保护装置大力发展，变电站自动化系统继电保护水平不断增强，各种变电站智能设备开关量、模拟量、设备状态不断增加，在电力系统运行时，通过设备运行特点，获得一、二次设备相关信息。目前由于微机型二次设备主要利用功能设备的特点，在大量设备信息流失的同时，很多信息都不能得到充分利用；因此，在电力系统应用中，必须根据电网整体特性，在确保电网安全的同时，增强继电保护在变电站自动化系统的应用效益。

第8篇：继电保护与电气自动化范文

自我国电力事业得到全面的发展之后，很多电气化设备也在逐渐地趋于智能化。在机电逐渐一体化的今天，继电保护中人工智能技术的应用也越来越关键。尤其是在一些大型企业，继电保护的人工智能化不仅能够让供电的可靠性得到全面的提升，还能让电气设备逐渐地趋于电气自动化。所以，对继电保护设备中人工智能化技术的应用十分关键。

1 继电保护中的人工智能技术应用概况

1.1 人工智能技术的应用现状

人工智能技术的应用在目前还处于较为初级的阶段，其也仅仅是体现自一些局部领域。相对于继电保护设备中，人工智能技术的应用还较为广泛。早在20世纪人们就已经能够利用电磁继电器对电力系统进行初步的保护。但是由于其磁效应也会对继电保护的可靠性造成一定的影响，所以在很长一段时间内都未能取得突破性的进展。但是随着数字继电保护装置的逐渐运用以及以数控为基础的智能化断路器等新原件的开发，使得继电保护设备的保护效果得到明显的提升。这也为人工智能技术的发展奠定了良好的基础。所以，人工智能技术处于一种高速发展的阶段。

1.2 人工智能技术应用的作用

人工智能技术的应用不仅能够让继电保护装置的运行效率更高，而且还能使得其可靠性得到全面的提升。其各种智能化程序的应用还能使得人力以及物力得到大幅度的节省，使得成本效率也能得到持续性的降低。尤其是在主电路以及辅助电路中，继电保护人工智能技术的应用，能够使得其负载降低，从而让电力的运行更加的流畅，减少了故障出现的机率。

2 继电保护中人工智能技术的分析

2.1 计算机网络基础

在进行人工智能技术的应用过程中，其必须利用网络计算机进行相应的程序设计，而且在设定之后，其微机线路首先会对硬件进行保护。这也是继电保护的基础。其硬件设施一般会在控制电路系统之中，而计算机网络化也是根据控制电路的变化情况对继电器进行相应的调试。目前，很多供电企业已经逐渐在开发32位硬件保护系统。这对于人工智能化技术具有很好的促进作用。同时，在对硬件进行保护的过程中，实质是对整个网络系统进行保护。这种保护模式也是计算机逐渐网络化的门户。 电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，其信号的输入以及以及输出也需要多方面的协调。所以利用计算机网络基础对人工智能技术进行应用可以推动电力系统的自动化。

2.2 人工神经网络

人工神经网络是基于电力系统中的一种电路模拟。因为电路虽然以神经系发散出去，但是从另外一方面而言其具有很强的规律性。无论是串联电路还是并联电路，其电压、电流都具备一定的规律。而人工神经网络就是从电路系统中入手，对其电路进行全面的模拟，然后以计算机作为软件基础，实现继电保护装置对整个电路的全面监控。而且其还能对电路做出全方位的诊断，应用ANN技术实现故障诊断不同于ES诊断方法。ANN方法通过现场大量的标准样本学习与训练，让整个电路逐渐实现了数字化的基础。从而实现人工神经网络对整个继电保护装置的全面反馈。

2.3 数字继电保护的智能化

在整个人工智能技术的应用中，数字电路的应用也必不可少。其能够有效地实现断路器的智能化，与传统的电磁继电保护相比明显存在一定的优势。其主要是对一些小型机组以及变压器和电动机进行相应的保护。在低压电路中的应用表现的十分明显。例如：过流继电器，其在控制电路中，通过对主电路电流的监护，将其控制在一个正常的数值内，如果电力系统出现电流过载，那么过流继电器就能够在第一时间将电源进行切断，这样主电路中的电流互感器也会出现相应的电流过载感应，从而对电磁继电器发出相应的反馈信号，这样就能够实现电气二次设备的保护。这也是数字继电保护智能化的核心所在。

3 结语

继电保护中的人工智能技术应用十分关键，其是提升继电保护装置可靠运行的基础。在进行人工智能技术应用的过程中，一定要结合实际情况。对其硬件以及软件基础进行全面的分析，并实现人工智能化。只有这样继电保护装置在人工智能化基础中的应用才能更加地广泛。

参考文献

[1]区伟鹏.人工智能技术在电力系统无功电压控制中的应用[J].科技展望，2016（09）.198-199.

第9篇：继电保护与电气自动化范文

    【关键词】变电站;电气自动化;系统设计

    一、引言

    随着科学技术的不断发展,新技术层出无穷,伴随着数字化变电站的兴起,我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,并已获得成功。在变电站自动化系统的具体实施过程中,目前有不同的方法:一种主张站内监控以远动(RTU)为数据采集和控制的基础,相应的设备以电网调度自动化为基础,保护相对独立;另一种则主张站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础,将保护与控制、测量结合在一起。从我国目前的电力系统运行体制、人员配备、专业分工来看,前者占有较大优势。因为无论从规划设计、科研制造、安装调试、运行维护等各方面,控制与保护都是相互独立的两个不同专业,因此前者更符合我国国情,而后者因难以提供较清楚的事故分析和处理的界面而一时还不易被运行部门接受。但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑,后者又有其优越性。此实施方法正在成为一种发展趋势和共识。

    二、方案设计思想

    从信息流的角度看,保护(包括故障录波等)和控制、测量的信息源都是来自现场TA、TV二次侧输出,只是要求不同而已。保护主要采集一次设备的故障异常状态信息,要求TA、TV测量范围较宽,通常按10倍额定值考虑,但测量精度要求较低,误差在3%以上。而控制和测量主要采集运行状态信息,要求TA、TV测量范围较窄,通常在测量额定值附近波动,对测量精度有一定的要求,测量误差要求在1%以内。总控单元直接接收来自上位机或远方的控制输出命令,经必要的校核后可直接动作至保护操作回路,省去了遥控输出、遥控执行等环节,简化了设备,提高了可靠性。

    从无人值守角度看,不仅要求简化一次主接线和主设备,同时也要求简化二次回路和设备,因此保护和控制、测量的一体化有利于简化设备和减少日常维护工作量,对110kV及以下,尤其是10kV配电站,除了电量计费、功率总加等有测量精度要求而需接量测TA、TV外,其他量测仅作监视运行工况之用,可以与保护用TA、TV合用。此外,在局域网上各种信息也可以共享,控制、测量等均不必配置各自的数据采集硬件,常规的控制屏、信息屏、模拟屏等亦可取消。

    对于10kV配电站,由于接线简单,对保护相对要求较低,为简化设备节省投资,建议由RTU来完成线路保护及双母线切换等保护功能。因此需在RTU软件中增加保护运行判断功能,如备用电源自投功能,可通过对相应母线端失压和相关开关状态信号的逻辑判断来实现。

    随着计算机和网络通信技术的发展,站内RTU/LTU或保护监控单元将直接上网,通过网络与上位机及工作站通信。取消传统的前置处理机环节,从而彻底消除通信“瓶颈”现象。变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施,在很大程度上取决于设备的可靠性。这里指的设备不仅是自动化设备,更重要的是电气主设备。

    三、设计说明

    变配电站自动化包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理3部分。继电保护有常规电磁型继电器保护、晶体管继电保护与微机保护3种形式。常规继电器保护仍在继续使用,晶体管保护是一种过渡型产品,现在已被先进的微机保护所替代。智能化开关与智能化开关柜,以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体,在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用上述产品。

    1.系统选型

    主要从继电保护及站内集中监测与远方调度几方面考虑。对于继电保护而言,35kV及以上的变配电站一般都有变压器保护,应优先考虑选用微机保护或变配电站综合自动化系统。10kV变配电所一般均为电力系统开闭所及用户变配电站,一次接线比较简单,应以常规继电保护为主。选用价格低、性能可靠的智能化开关,智能化开关柜或综合自动化系统之后,可以取消常规继电保护。对于站内集中监测与远方调度来讲,有集中式与分散于开关柜内的集散系统两种形式,变配电站综合自动化系统是一种最先进的分散安装于开关柜内的变配电站站内集中监测与远方调度系统。集中式变配电站计算机监测与远方调度系统需要安装各种电量变送器。测量、信号与控制电缆要由开关柜内引出,外部电缆数量多,设计与施工工作量大,一般不宜再推广使用。变配电站综合自动化系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内,大都采用交流采样从电流或电压互感器直接进行测量,省掉了电量变送器,有些还可以省掉开关柜上的指示仪表。外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆,设计与施工简单,所以应积极推广选用。智能化开关与智能化开关柜本身已经具备集中监测与远方调度功能。只要设计一根通信电缆引到调度值班室中央控制站计算机就可以实现集中监测与远方调度。但由于各厂家的通信协议不统一,不同厂家的产品实现联网比较困难,所以近期还难以推广应用。

    2.电气设计原则

    从一次系统与二次系统两方面考虑。对于一次系统设计而言,变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响,一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计。变配电站采用计算机监测与控制后,应发挥计算机的图形显示功能,模拟盘可以简化或取消。变配电站采用计算机监测与控制后,可以实现无人或少人值班,值班室面积可以减小,分散值班可以集中于一处值班。

    对于二次系统,其设计方案应该注意以下几点:开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的继电保护屏与中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)保持原设计不变,再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制量)取消,集中保护的继电保护屏应保留,再将计量,信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护、计量、信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)只包括电源进线与母线联络开关柜,所有出线开关柜均不进入中央信号系统。电源进线,母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统(信号、计量与控制)全部进入计算机监测与控制系统。

    二次系统设计原则是:变配电站采用计算机监测与控制后值班室原有的中央信号系统(信号屏,计量屏与控制)应取消,采用集中保护的继电保护屏应保留,应优先选用第二方案。对于有特殊要求的单位或地区,可以选用第三方案,第一方案一般不宜设计选用。

    3.电气设计

    一次系统的电气主接线方式按原设计不变,在单线系统图的设备型号说明中应注明采用计算机监测与控制系统后所增加的设备数量与型号,如电量变送器,电力监控器等。对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关,一定要选用能进行远方分、合闸功能的自动开关。开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关,一般要有一对独立的常开接点引入计算机监测与控制系统。低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求,多选一对常开辅助接点。

    对二次系统继电保护设计来讲,35kV及以上供电系统可以考虑选用微机保护,而且应优先考虑采用变配电站综合自动化单元。10kV供配电系统仍应以常规继电器型继电保护为主,可以再设计只有监控功能的变配电站综合自动化单元。220/380V低压配电系统,仍应以自动开关与熔断器作为保护,再设计只有监控功能的变配电综合自动化单元。

    对于测量回路设计而言,需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定。需要进入计算机监测与控制系统的各种测量参数,首先经过电流互感器与电压互感器变为统一的交流。采用变配电站综合自动化系统之后,其监控单元均为交流采样,直接从电流或电压互感器取0A~5A或0V~100V测量信号,低压直接取220V或380V信号。不再需要各种电量变送器,开关柜上各种测量仪表可以取消。电度计量应选用带脉冲输出的电度表。其型号及一次接线与原电度表相同,只在备注中说明带脉冲输出,并注明与计算机监测与控制系统相匹配的直流电源电压,设计时应优先选用自带供电电源的有源型,输出为隔离型的脉冲电度表。计量柜电度表一般不进入计算机监测与控制系统,所以应在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电度表各一块,作为内部统计用电量使用。

    对于信号回路设计,所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态,均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。所有常开接点可以共用一个信号地线,但不能与交流系统地线相连接。所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。有中央信号系统时,信号继电器应再有一对常开接点引到中央信号系统,以下两种常开接点应分开,由于电压等级不同,不能共用地线。

    控制回路设计中应该注意以下问题:计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点,将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。10kV及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时,其控制开关应取消不对应接线,可以选用自复位式转换开关,也可选用控制按钮。所有进入计算机监测与控制系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮应有一对独立的常开接点引到计算机监测与控制系统,以便在人工手动分闸时给计算机监测与控制系统一个开关量输入信号,以防止人工就地手动分闸时出现误报信号。

    四、变配电站综合自动化系统

    变配电站综合自动化系统是以一个配电间隔为单元,由一台电力监控器完成信号测量、继电保护与控制。测量为交流采样,直接从电流互感器或电压互感器取交流。--SA电流信号或交流。0V~100V电压信号,380/220V低压系统直接取交流0V~220V或0V~380V电压信号。所有电力监控器通过通信电缆引到计算机系统。