浅谈继电保护检修及数字化继电保护

邓云书

摘要：继电保护检修技术主要是利用离线和在线两种监测方法，收集电气装置的详细运转信息，经过系统的诊断和分析之后，再判定出电气装置是否健康，最后便制定出检修的对策。通常情况下，系统故障诊断技术和继电保护监测技术是实现继电保护检修的基础。下面便讨论继电保护设备检修工作的原则以及继电保护检修的实施关键环节。

关键词：继电保护；状态检修；数字化继电保护

中图分类号：F407文献标识码： A

引言：如今的数字化变电站则使变电站所有的信息采集、处理、传递、和输出过程由以往的模拟信息转变为数字信息，于此同时建立了相关的通信系统和网络设备。越来越多的电站开始从变电站自动化技术向全数字化变电站技术转变，建设了具备兼容和自愈特性的智能化配电网，为当地的经济发展提供了有力的电力保证。

一、数字化继电保护的意义

继电保护检修技术是继电保护的主要内容。继电保护技术的发展，不仅仅是继电保护设备的完善与更新，在设备技术性、安全性和可靠性方面予以提升，更要实现继电保护检修技术的突破与创新。在继电保护的完善与提高的同时，继电保护检修技术必须也必定迎来一个崭新的高度。当前继电保护技术已经进入计算机化和网络化的时代，与之对应的继电保护检修技术也正在数字化、智能化的方向高速发展着。作为我国电力系统的重要组成部分，变电站承担着电能管理与分配、电压转换与调整、电力流向的控制等重要职责，是电网中配电与输电的关键节点。随着科学技术的提高，特别是信息技术和计算机网络技术的高度发展，变电站自动化、数字化、智能化程度逐步加深。数字技术已经广泛应用于变电站日常工作中。变电站各类工作信息的采集、处理、存储、传递与输出已经基本完成了由传统模式向数字化的转变，推动了电网智能化进程，赋予了电网兼容与自愈的特性，从而实现了电力系统工作效率与质量的飞跃，为我国社会主义经济发展提供了坚实的电力保障。

数字化继电保护系统的各设备间的通信时采用数字信号来进行的，该系统的电磁式互感器被电子互感器取代，常规断路器以及隔离开关的运行机构被智能操作箱所取代，作为测量、保护和控制数字信号的传输介质的电缆被光纤所取代。下面就数字化继电保护系统与常规微机保护系统进行比较：

1、在数字化继电保护系统中，电子式互感器把所采取倒的模拟量转换为数字量，然后送入安装好了的合并单元。合并单元再对信号同步采样以及数字化，然后依照IEC6185091的格式要求，利用光纤传递到保护设备。保护设备中的调合闸指令再经变电站事件网络传递到智能操作箱当中，由此便出口调合闸便完成；与此同时，智能操作箱也将采取间隔里的遥信信息，然后经过变电站事件通信网络传递到保护设备。数字化继电保护装置能够与监控计算机通过站控层进行通信。

2、在常规微机保护系统中，常规电磁式互感器把测得的模拟量通过二次电缆传送给变送器。变送器将模拟量转变为标准的电流或电压信号传送给微机保护装置当中。然后由微机保护设备进行模拟/数字的转换，转换后便完成保护功能方面的运算。

二、 数字化继电保护系统在继电保护检修的作用

1、数字化继电保护系统在继电保护检修要求：

（1）首先要进行表观上的检测，即继电保护装置的各种外在表象的观测，包括查看各类继电器外壳是否破损，是否受到周围环境的破坏和腐蚀，各项定值的位置是否变动；

（2）查看继电器接点有无卡住、变位、烧伤、脱轴、脱焊等情况发生，继电器的连接部位是非常重要的运行部位，也是最易出现故障的部位，所以要在查看表面特征后，及时查看继电器的连接是否正常；

（3）感应型继电器的圆盘转动是否正常，带电的继电器接点有无大的抖动或磨损，线圈和附加电阻是否有过热现象；

（4）压E板或转换开关的位置是否与运行要求一致，转换开关是比较容易被巡检人员忽略的部位，但是转换开关的切换功能正常与否会直接影响继电保护装置的切断电路的准确度；

（5）各类信号指示是否正常，即在定值状态下的各种指示灯和指示数值是否显示正常，这是巡检人员和其他人员判断继电保护装置的运行状态的一个重要指标；

（6）有无异常声响、发热冒烟或烧焦等异常气味，一旦出现这类情况，要马上停止继电保护装置的运行，以免造成严重的事故，这些现象是继电保护装置运行异常的一种极端表现，若不及时停止，会有很大安全隐患。

2、数字化继电保护系统在继电保护检修手段

（1）直流接地和信号回路故障。由于接地查找故障的方式是先检查室外再检查室内，先检查电缆再检查装置，以及先检查旧设备再检查新设备，因此，在对直流接地进行检查的时候，将直流电源断开，极容易影响到继电保护与二次回路。而信号回路故障由于指示灯、光耦等设备长期受到冲击带电的损坏，因此，造成故障的发生。要解决这两种故障就必须在必要时打开跳闸压板和更换新的元件。（2）控制回路故障。由于控制回路故障多发生在断路器中，因此，操作回路如果设计和接线不合理、相关操作把手与指示灯失灵，以及人为的错误操作与闭锁回路接点出现异常等等，都将造成控制回路出现故障。为了避免这些故障的发生，在改造设备和更换线路保护的同时，还要进行日常设备的维护与保护校验，不断提高继电保护工作人员的技能，以确保设备的最佳运行状态，并且还要做好每项故障的总结与分析记录，以快速、安全的方式消除故障，做好故障排除的准备。

三、数字化继电保护系统的优点

目前，继电保护装置的微机化趋势充分利用了先进的半导体处理器技术：高速的运算能力、完善的存贮能力和各种优化算法，同时采用大规模集成电路和成熟的数据采集、模数转换、数字滤波和抗干扰等技术，因而系统响应速度、可靠性方面均有显著的提升。然而，数字化变电站的不断发展，对继电保护技术提出了新的挑战：

（1）更高的继电保护性能。具体到电力继电保护设备来说，包括：电力状态参数的快速准确监测；系统很强的存储力，能更好地实现故障分量保护；先进、优化的自动控制、算法和技术，如自适应、状态预测、模糊控制及人工智能、神经网络等，确保更高的运行准确率；在满足当前继电保护功能和性能需求的条件下，以更低的整体系统成本(包括软硬件成本和开发成本)实现。

（2）更好的系统软硬件的扩展能力。产品方案的可扩展性是当前很多嵌入式系统产品方案选型的一个重要考虑点，对于继电保护系统来说尤其如此。

（3）可靠性除了系统软件设计的优化和调试外，体现在数字元件的特性不易受温度变化(宽的工作温度范围)、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。

数字化变电站在检修管理方面也发生了较大转变。首先，为了满足检修需要的改变，可采用新型的校验设备取代常规的模拟量输出校验仪。目前多采用新型的数字化校验仪，这种校验仪体积小（与笔记本相似）、试验线接线简单、绝缘要求和功率要求低等优点，同时能够实现无A/D转换过程，而它在操作中无需模拟量输出，保障了质检员工的安全。其次，数字化变电站的二次设置装置的结构变化较大，因此设备的保护及回路验收项目及标准也发生了根本性的变化：第一，回路接线进一步简单化，从而减少了工作量与现场调试项目；第二，智能新断路器不仅可以有效减少大量的二次电缆，与此同时还可以进一步避免因直流系统降压而造成的断路器举动这一现象的发生。另外，现场对断路器部分的试验标准与要求可以结合实际情况给予适当的调整。

总结：目前关于数字化变电站的研究尚且需要进一步深入，同时要求保护人员专业技术水平和工作技能的不断提高，结合实际运行中的问题进一步完善，以使得机电保护技术更加具有针对性，维持长期稳定发展。在未来相当一段时间里，数字化变电站将会成为变电站发展的主要趋势，同时也将为我国“智能电网”的建设打下坚实基础。

参考文献

[1]高压电网继电保护原理与技术[J].电力系统自动化，2005-05-30.

[2]蒋宝中，马峰，蒋宁进.高低压柜继电保护[J].综合自动化装置，2011-03-09.