变电站继电保护的特点分析

许 伟

（国网浙江象山县供电公司，浙江 宁波315700）

0 引言

电力系统继电保护随着电力工程的显著发展而逐渐成为一门新兴的实用学科。继电保护作为一种反事故自动化综合装置，以其能维护电力系统安全性的良好性能而被广泛应用于各地的变配电站中。下面本文将具体对变电站继电保护展开详细的分析，首先，对变电站继电保护进行系统概述，其次，对变电站继电保护的特点进行分析，以期能促进继电保护自动化系统取得更加卓越的发展，为电力系统提供更为可靠安全的保障。

1 变电站继电保护概述

1.1 变电站的继电保护措施

当前最先进的变电站继电保护是一套综合了计算机网络技术和通信技术的综合性反事故自动化装置。继电保护的发展大体经历了4个阶段，分别是晶体管保护阶段、集成电路保护阶段、微机型保护阶段和网络化保护阶段，每个阶段的继电保护内核装置不同且呈现出逐渐升级的趋势。到目前为止，最为先进且应用范围最广的是网络化的继电保护系统。它融合了计算机网络技术和先进的通信技术，将继电保护装置与快切装置统一于电力系统的保护之中。变电站的继电保护措施分为分阶段处理措施、分析处理措施和电位变化处理措施。分阶段处理措施是指对电力系统进行分阶段监测，确保高频保护接收／发送机的正常运行、通道处于开通状态、通信电缆良好、有线传输信号通道畅通。分析处理法和电位变化处理法这2种方法都是用来确定故障部位的，前者是通过系统自动跳闸与合闸时间的吻合来排查故障部位，后者是根据二次回路各个节点上的电压和电位变化情况来排查故障部位。

1.2 变电站继电保护系统的组成部分

变电站继电保护系统主要有3个组成部分，分别是间隔层、网络层、操作层。3个组成部分所肩负的职能是不同的，下面具体介绍每个组成部分的工作原理，并分析它们各自的特点：

（1）间隔层装置是用来直接保护被控对象的，应根据主变、发电机、线路、电容器等一次设备的不同电压等级、运行方式选用不同的保护装置。现在变电站继电保护实现的具体方式是按照系统运行的不同情形选用不同的保护装置，例如对于变电站主变压器，应安装一个专门提供差动保护、后备保护、非电量保护的装置，这些功能配合在一起实现对电力系统的保护。

（2）网络层主要是将计算机网络技术与通信技术综合起来形成一套完整的网络保护系统，网络层的硬件主要包括网线、网络接口、中继器等，并依靠通信软件来实现数据端对端或广播式的发送／接收以及数据的自动校验和自动纠错。实际运行的网络具有极强的实时性，且通常采用双网结构，并增加平衡网络负载的功能。

（3）操作层是操作人员和保护系统的交互层，它能提供观察、控制界面和报警、故障录波、对远方设备的遥控等功能。

2 变电站继电保护的特点分析

变电站继电保护的主要任务是提高电力系统运行的稳定性与可靠性，保证电力系统的安全运行。变电站继电保护在装置应用与技术演进方面均有显著的特点，下面具体分析：

2.1 变电站继电保护在装置应用方面的特点

变电站继电保护装置主要是利用自身的继电器，在设备发生故障时，通过设备的自动控制系统及时采取跳闸或发信号的方式，实现系统的及时断电，保证电力系统稳定地输送电流。变电站继电保护作为一种综合性的自动化开环控制系统，分为测量、逻辑、执行3个部分，这3个部分通过紧密的联系完成故障排查、处理、解决的全过程。当电力系统发生故障时，系统电路上的电压、电流都会呈现不正常状态，线路中的相位角以及阻抗都会发生显著变化，继电保护装置能依据自身的灵敏性、选择性快速判断出被保护元件是否处于正常状态，并判断出故障所在部位。测量过程的主要任务是根据物理参数与给定值是否保持一致来判断是否要启动保护装置。逻辑部分的主要任务是根据检测的逻辑顺序逐步确定出故障发生的范围、类型，然后结合判断出来的具体情况选择保护方式，要么选择跳闸，要么选择发送指令信号。执行部分的主要任务是按照发出的指令信号来执行具体的操作，继电保护通过跳闸或者发信号来实现保护。从这个意义上说，电力系统的继电保护装置属于一种在线、开环的控制系统。

2.2 变电站继电保护在技术演进方面的特点

变电站继电保护如今已朝着数字化、自动化的方向发展，经过一系列的技术革新，继电保护对计算机技术和网络技术变得更加依赖。继电保护系统在速度、准确性、稳定性上的要求是非常严格的，因此，良好的技术支撑是实现电力系统继电保护的重要保障。首先，对于继电保护的内部装置而言，计算机技术和数字信号处理技术为其更好地实现数字化控制和自动化操作提供了技术保障。其次，对于信息的传递和资源的共享而言，其主要是依靠网络信息技术和通信技术的支撑得以实现，这2项技术也是继电保护自动化装置得以实现自动化控制的一个非常重要的前提和基础。最后，对于继电保护装置的通信而言，其主要是依赖光纤通讯技术，电压、电流互感器之间的光纤通讯为继电保护高效地发挥作用提供了便利。电缆连接方式以及转换电路的进一步优化，推动了继电保护装置运行速度的快速发展。

3 结语

变电站继电保护作为现代化的综合性自动化控制系统，经过较长时间的发展如今已经基本实现了自动化与数字化。变电站继电保护装置对于速度、准确性、稳定性的要求非常严格，安全可靠的继电保护装置对于电力系统的安全稳定运行具有非常重要的意义。本文首先对变电站继电保护进行了概述，具体包括变电站继电保护的措施与继电保护系统的组成部分，然后在此基础上分析了变电站继电保护在装置应用与技术演进方面的特点，希望能够促进电力系统的安全运行，保证电力事业的稳定、健康发展。

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