智能變電站繼電保護技術問答變電站繼電保護探討 【摘 要】繼電保護是電力系統的重要組成部分，對于電力系統的運行安全和可靠性起著保障作用。下文中筆者將結合自己的工作經驗，對變電系統的繼電保護的發展歷程以及構成特點、原則進行相關探討，諸多不足，還望批評指正。 【關鍵詞】繼電保護；變電所（站）；設計的原則 1、電力系統中變電站繼電保護的發展歷程 一般來說，電力系統的繼電保護由以下兩個部分構成：即繼電保護的技術和繼電保護的裝置，這兩個組成部分的發展軌跡既有交叉也有重合，相輔相成。首先，就繼電保護技術來說，自身是一個較為完善和系統的體系，其中包括的各種故障分析方法和處理方法的總結和發展需要經過理論和實踐的不斷磨合。其次，就繼電保護的裝置來說，在不斷的發展過程中已經逐漸實現了功能的多演化和全面化，不僅包括各種變壓器、發電機、母線、刀閘、斷路器，還包括各類電容器、電動機等設備。 所以，繼電保護的發展是經歷了一個較為長久的歷程的，尤其是繼電保護技術的發展，經歷了最初的電流的保護階段，然后發展至十九世紀末進入了繼電器的保護階段，之后隨著科學技術的不斷發展，繼電器在繼電保護系統中得到了廣泛的應用，其自身的結構和功能也逐漸完善。 而繼電保護裝置的發展在大體順序同繼電保護技術的發展相適應的同時，也有著自己獨特的發展軌跡，尤其是發電機和各類電容器的發展，都是在經歷了電力系統的各類不正常運行狀態后，對自身結構和功能最初的調整，當然也受到其他設備運行因素的影響。 2、現代化的繼電保護的構成及其裝置特點 就目前我國的自動化繼電保護來看，其形式以現代化網絡保護為主，可以根據操作界面的不同，劃分為以下三個部分：即現場間隔層面的裝置、中間網絡通信層面和后臺操作層面，下面筆者將逐一進行闡述： 1）首先，現場間隔層面的裝置的主要功能和作用在于保護主變壓器、發電機、輸電線路以及并聯電容器等設備，這些設備的共同特點在于他們屬于一次設備，即能夠由于電流的運行狀況的不同直接發生反應。就目前市面上的現場間隔層面的裝置來看，已經從單一的系統發展成系列化的多種產品，尤其是對于現35kV的變電站主變壓器的保護裝置，種類繁多，性能先進。此外，為了使現場間隔的保住裝置更加便于管理一些研發單位和生產廠家還推出了多種功能為一體的后備保護裝置，可以同時實現三相電壓、三相電流、溫度、瓦斯的保護。 2）其次，網絡層面的保住裝置的主要功能和作用在于保護變電站運行中的各種設備的連接網絡和線路，即各種端口輸出的網線、網中繼器等。這種網絡層面的保住裝置的最主要的特點就是要保證信號的順利發送和接收，并且能夠在傳輸過程中及時的發現一些喜好錯誤，并予以糾正。所以，為了保證信號傳輸的安全性和穩定性，網絡層面的保住裝置一般都采用的是雙網結構，不僅能更好的保護系統，還能實現IEC8701-52-1021/1033、DL4531-1992（國標CDT）、N3F-POLING的同時支持。 3）再次，操作層面的保護裝置的主要作用和功能在于能夠有效且及時的根據系統的運行狀況對遠方的設備和網絡進行操控，以保證系統的有序和安全運行。在配上后臺的控制軟件后，還可以組成綜合的自動化系統，來實現運行日志的管理、報表的管理、圖形的顯示、圖像的監測等其他功能。它的核心則是一個可以實時刷新共享的數據庫，軟件的系統，它基于Windows NT操作層的應用軟件，即普遍采用的組態軟件，比如KingView軟件、PS6001軟件、Quick Control軟件等等，它可以實現的繼電保護裝置的電腦界面也會更加的人性化。 電力系統保護的系統在本質上是DCS的系統，它具有DCS系統的所以特點：比如采用分散的控制、集中的操作、分級的管理與控制和綜合的協調等等設計原則，它把將整個系統從上到下分為若干個等級，從而形成了分布式控制。根據各層不同的關系，保護控制信息上網，不改變繼電保護裝置的獨立性，保護裝置還有專用輸入的回路和操作輸出的回路，間隔層面的保護裝置也不會依賴網絡完成故障的判別和故障的處理。保護信息上網大大增強了系統的診斷功能，提高了繼電保護安全性和可靠性。為系統的進一步擴展奠定了重要的基礎。 4）最后，繼電保護裝置構成的特點對于實際的應用的有一定的影響，它和以前繼電保護的裝置相比較，綜合的自動化系統功能更加強大，操作調試方法更加方便。設計時要根據相應的要求配置該保護的系統，可以更加方便地組合不同拓展系統的功能，進而縮短產品開發的周期。比如PST641模塊和PST642模塊，它們構成了以電流的差動為主，以三段式的過流、低電壓、低周期為后備保護主變壓器保護，根據定值設好系統相關參數就可以投入運行；通過加入一個變壓器保護的裝置PST646就可以在系統中加入的變壓器瓦斯、溫升等其他非電量的保護。間隔層面的控制裝置的性能穩定并且本身就是基于微處理的控制系統，它在運行時會根據出現提示的信息來快速地定位故障點。 3、繼電保護設計的原則 在滿足繼電保護特性的要求前提下，我們設計的二次系統應該有合理的、簡單的、經濟的特點，不要過多的冗余的功能和一味地追求高指標。由于在拒動時系統有后備保護，設備的冗余過多反而會增加二次設備誤動的可能性。 對35kV及以上的主變保護的測控柜則要有差動的速斷保護、三段式的復合電壓閉鎖過流保護和非電量的保護，所以選用它作為主保護的PST643，后備保護的PST645以及電量保護的PST646；對35kV及以上的進線的線路保護及10kV的出線的線路保護則用PSL642，來提供三段式的相間電流的保護、零序的電流保護及同期的投切等其他功能；對10KV的電容器保護則要有過電流的保護、過電壓的保護、欠壓的保護和不平衡的保護，所以選用PSC643，把它用于中性點經過消弧線圈接地或者不接地的中低壓系統中，并裝設并聯電容器的保護測控裝置，就可以在開關柜進行就地安裝