黃少軍

（湖南正能電力勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司 湖南長沙 410000）

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全技術(shù)分析

黃少軍

（湖南正能電力勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司 湖南長沙 410000）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域十分廣泛，主要包括電力生產(chǎn)與應(yīng)用過程中的檢測、控制和條件，電力系統(tǒng)的自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的自動(dòng)傳輸?shù)鹊?。隨著科技的發(fā)展，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的繼電保護(hù)也有了更廣泛的發(fā)展空間，不同于傳統(tǒng)的儀表監(jiān)測、預(yù)告信號(hào)、事故音響的單一管理模式，現(xiàn)如今的繼電保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谟?jì)算機(jī)現(xiàn)代化管理技術(shù)之上的自動(dòng)化管理模式，自動(dòng)化管理模式不僅操作較為方便，性能較高，也更加的安全可靠。

電氣自動(dòng)化；繼電保護(hù)；安全技術(shù)

1 引言

電力系統(tǒng)的運(yùn)行很容易受雷擊、鳥害等外界因素，老化、損壞等內(nèi)部因素以及人員操作失誤等因素的影響而出現(xiàn)各種的故障，較常見的故障主要有單相接地、三相接地、兩相接地這幾種。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者無法正常運(yùn)行時(shí)，一般使用發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁異步運(yùn)行等電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置來消除不正常的情況。同時(shí)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備電力系統(tǒng)發(fā)生故障無法安全運(yùn)行時(shí)，可以及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或者發(fā)出跳閘的命令來終止事件。

2 電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用

絕大部分電力部門，所實(shí)施的自動(dòng)化項(xiàng)目主要包括大壩監(jiān)護(hù)、水庫調(diào)度和電站運(yùn)行這三個(gè)方面：①包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、報(bào)警以及維護(hù)方案等功能的大壩計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)；②水庫水文信息的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)水文信息以及水量進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集和監(jiān)控，制定水庫調(diào)度計(jì)劃，選擇合適的攔洪和泄洪方案；③廠內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)全廠的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)測，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。

自動(dòng)化綜合變電站以及現(xiàn)代化電網(wǎng)對(duì)于繼電保護(hù)的功能的需求逐漸提高，隨著科技的進(jìn)步，繼電保護(hù)更加具有可靠性和安全性，科學(xué)的實(shí)現(xiàn)了遙測、遙控、遙信等共享化管理功能，實(shí)現(xiàn)了無人值守的功能。在電力系統(tǒng)發(fā)生小規(guī)模故障時(shí)，可以及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行分析和處理，極大的方便了人們的生活生產(chǎn)。

與電磁型保護(hù)方式相比，繼電保護(hù)系統(tǒng)在防雷擊、抗干擾、電壓電源等條件上的要求更高，因此，必須要加強(qiáng)對(duì)變電站后臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力，從而有效的提升繼電保護(hù)管理，對(duì)繼電保護(hù)相關(guān)設(shè)備的服務(wù)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行完善，并優(yōu)化設(shè)備的設(shè)計(jì)和維護(hù)方式，營造一個(gè)穩(wěn)定安全的電網(wǎng)運(yùn)行模式。

3 影響繼電保護(hù)安全技術(shù)性的因素

繼電保護(hù)中的安全技術(shù)保障了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行，電氣自動(dòng)化設(shè)備一旦不能正常的運(yùn)行，則會(huì)造成一系列的經(jīng)濟(jì)損失，并且對(duì)人們的生產(chǎn)生活造成不利的影響。繼電保護(hù)安全技術(shù)則有利于保障電氣自動(dòng)化的安全運(yùn)行。一般情況下，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)電保護(hù)安全運(yùn)行受以下幾點(diǎn)要素的影響：

3.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)可能存在分析不準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)不合理、測試不規(guī)范以及編碼存在誤差等方面，一旦出現(xiàn)這些問題，則會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)，直接阻礙了電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行。

3.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)硬件裝置的因素

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)硬件裝置中，一旦繼電保護(hù)裝置、通道以及接口、輔助裝置、裝置的通信出現(xiàn)故障，則會(huì)對(duì)電子自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)的運(yùn)行造成威脅，不利于電力系統(tǒng)接線的可靠安全。

3.3 人為操作的因素

電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)的安裝人員沒有按照規(guī)定的要求進(jìn)行接線，或接線失誤，或者沒有按照規(guī)定的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修等情況都屬于人為操作失誤，這些因素影響了繼電保護(hù)的安全運(yùn)行。

4 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全技術(shù)分析

4.1 強(qiáng)化驗(yàn)收環(huán)節(jié)

對(duì)首次安裝的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)裝置檢查和驗(yàn)收時(shí)，必須要保證裝置符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之后才可以投入使用。其次，要對(duì)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬，并針對(duì)實(shí)際模擬的情況，對(duì)繼電保護(hù)在電氣自動(dòng)化運(yùn)行中的各項(xiàng)問題進(jìn)行防范和處理，有效保障電氣自動(dòng)化的運(yùn)行。最后，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，首先要對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行安全技術(shù)方面的測試，對(duì)于所有設(shè)備的抗干擾能力都要進(jìn)行反復(fù)的測試，從而保障電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)設(shè)備的有效運(yùn)行。除此之外，有必要提高電源電壓以及場地的工作環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)和要求，提高網(wǎng)絡(luò)線的破壞能力，更好的促進(jìn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行。

4.2 完善繼電保護(hù)安全技術(shù)的相關(guān)制度

對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，必須要對(duì)其安全性技術(shù)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行完善，及時(shí)的解決安全技術(shù)的管理問題，從而最大程度的保證電氣自動(dòng)化的安全運(yùn)行。因此，落實(shí)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)的責(zé)任制度十分的有必要。將安全管理的目標(biāo)進(jìn)行分解，再落實(shí)到實(shí)處，完善繼電保護(hù)裝置軟件的管理制度，促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的更新升級(jí)，從而有效的避免出現(xiàn)由于軟件設(shè)備等問題而造成繼電保護(hù)裝置錯(cuò)誤的情況。除此之外，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全管理工作制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使其更具標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格控制繼電保護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于促進(jìn)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行有重要作用。

4.3 加強(qiáng)繼電保護(hù)安全技術(shù)的檢查人員的專業(yè)素質(zhì)

加強(qiáng)繼電保護(hù)安全技術(shù)的檢查人員的專業(yè)素質(zhì)要從以下幾個(gè)方面著手：

（1）對(duì)繼電保護(hù)的運(yùn)作維護(hù)人員進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，提高繼電保護(hù)人員對(duì)設(shè)備熟練掌握的能力，提高繼電保護(hù)人員的綜合素質(zhì)，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)投入使用之前，要保證繼電保護(hù)安全技術(shù)的檢查人員對(duì)繼電保護(hù)的各個(gè)運(yùn)行方式以及變電站的接線方式能夠熟練掌握，只有通過嚴(yán)格考核的繼電保護(hù)運(yùn)作維護(hù)人員才可以上任。

（2）可以邀請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)繼電保護(hù)安全技術(shù)的工作人員進(jìn)行指導(dǎo)，從而豐富繼電保護(hù)安全技術(shù)的工作人員的專業(yè)水平，強(qiáng)化繼電保護(hù)安全技術(shù)的工作人員自身的專業(yè)管理，進(jìn)一步的提高繼電保護(hù)安全技術(shù)的工作人員的專業(yè)素質(zhì)。

（3）鼓勵(lì)繼電保護(hù)安全技術(shù)的公眾人員去其他的優(yōu)秀單位開展學(xué)習(xí)和交流，積極的學(xué)習(xí)先進(jìn)的安全管理技術(shù)，更好的保證繼電保護(hù)的安全運(yùn)行。

5 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)建模實(shí)例

以錄波器來示例61850建模。在繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)之中，故障錄波器是具有特殊功能的IED，它可以從電力系統(tǒng)中采集電壓和電流的波形，并采集開關(guān)量位置狀態(tài)。但是由于故障錄波器所采集到的信息量過大，因此要采用特殊的方法來對(duì)故障錄波器進(jìn)行建模。

故障錄波器可以建模為一個(gè)邏輯設(shè)備，每一個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)。為了保證建模的一致性，采用了兩個(gè)不同的邏輯節(jié)點(diǎn)對(duì)模擬量和二進(jìn)制通道進(jìn)行分別建模。模擬量通道為RADR，二進(jìn)制通道為RBDR，具體的信息則通過COMTRADE文件來進(jìn)行訪問，公共的屬性則通過輯節(jié)點(diǎn)RDRE來進(jìn)行專門的管理。如圖1所示，即為錄波器建模的暢通的接線方式，TCTR，TVTR，XCBR所表示的為硬連接，它們顯示了一個(gè)映射，在有過程總線時(shí)，這些邏輯節(jié)點(diǎn)會(huì)從故障錄波器中分離出來，屬于開關(guān)設(shè)備中傳感器/傳動(dòng)裝置或遠(yuǎn)方I/O的邏輯節(jié)點(diǎn)。對(duì)于那些格式不標(biāo)準(zhǔn)的COMTRADE錄波文件，要將原有的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的COMTRADE格式之后，才可以通過文件服務(wù)傳送到主站中去。

圖1 錄波器建模

6 結(jié)束語

電力系統(tǒng)中對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，不僅僅是由于繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)展較為迅速，還因?yàn)槔^電保護(hù)技術(shù)的功能十分強(qiáng)大，其精度和可靠性較高。因此，電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行無法離開繼電保護(hù)，繼電保護(hù)在普及過程當(dāng)中會(huì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)裝置在電力系統(tǒng)當(dāng)中的進(jìn)步也在逐漸向著數(shù)字一體化和智能化方向發(fā)展。通過電力人員的不懈努力，會(huì)有更多先進(jìn)的繼電保護(hù)裝置和技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中去。

[1]王應(yīng)桃.淺談電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全管理[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（2）：93.

[2]馬 健.淺談電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全管理[J].工業(yè)c，2015（40）：30～31.

[3]李特權(quán).試述電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全管理[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（36）：98～99.

TM77

A

1004-7344（2016）25-0074-02

2016-8-9

黃少軍（1981-），男，工程師，本科，主要從事電力設(shè)計(jì)工作。