继电保护装置在设计调试中的构想分析

　　摘 要：近年来，随着我国经济的迅猛发展，推动了各行各业的发展速度，与此同时，人们对供电可靠性方面提出了更高的要求。变电站作为电力系统中不可或缺的重要组成部分，其运行稳定与否直接影响供电可靠性。变电站中的继电保护装置是其稳定运行的根本保障。为此，应当充分发挥出继电保护的功能和作用。基于此点，该文就变电站中继电保护装置在设计调试中统一标准的构想展开探讨。

　　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。

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