淺談繼電保護檢修及數字化繼電保護

鄧云書

摘要：繼電保護檢修技術主要是利用離線和在線兩種監測方法，收集電氣裝置的詳細運轉信息，經過系統的診斷和分析之后，再判定出電氣裝置是否健康，最后便制定出檢修的對策。通常情況下，系統故障診斷技術和繼電保護監測技術是實現繼電保護檢修的基礎。下面便討論繼電保護設備檢修工作的原則以及繼電保護檢修的實施關鍵環節。

關鍵詞：繼電保護；狀態檢修；數字化繼電保護

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言：如今的數字化變電站則使變電站所有的信息采集、處理、傳遞、和輸出過程由以往的模擬信息轉變為數字信息，于此同時建立了相關的通信系統和網絡設備。越來越多的電站開始從變電站自動化技術向全數字化變電站技術轉變，建設了具備兼容和自愈特性的智能化配電網，為當地的經濟發展提供了有力的電力保證。

一、數字化繼電保護的意義

繼電保護檢修技術是繼電保護的主要內容。繼電保護技術的發展，不僅僅是繼電保護設備的完善與更新，在設備技術性、安全性和可靠性方面予以提升，更要實現繼電保護檢修技術的突破與創新。在繼電保護的完善與提高的同時，繼電保護檢修技術必須也必定迎來一個嶄新的高度。當前繼電保護技術已經進入計算機化和網絡化的時代，與之對應的繼電保護檢修技術也正在數字化、智能化的方向高速發展著。作為我國電力系統的重要組成部分，變電站承擔著電能管理與分配、電壓轉換與調整、電力流向的控制等重要職責，是電網中配電與輸電的關鍵節點。隨著科學技術的提高，特別是信息技術和計算機網絡技術的高度發展，變電站自動化、數字化、智能化程度逐步加深。數字技術已經廣泛應用于變電站日常工作中。變電站各類工作信息的采集、處理、存儲、傳遞與輸出已經基本完成了由傳統模式向數字化的轉變，推動了電網智能化進程，賦予了電網兼容與自愈的特性，從而實現了電力系統工作效率與質量的飛躍，為我國社會主義經濟發展提供了堅實的電力保障。

數字化繼電保護系統的各設備間的通信時采用數字信號來進行的，該系統的電磁式互感器被電子互感器取代，常規斷路器以及隔離開關的運行機構被智能操作箱所取代，作為測量、保護和控制數字信號的傳輸介質的電纜被光纖所取代。下面就數字化繼電保護系統與常規微機保護系統進行比較：

1、在數字化繼電保護系統中，電子式互感器把所采取倒的模擬量轉換為數字量，然后送入安裝好了的合并單元。合并單元再對信號同步采樣以及數字化，然后依照IEC6185091的格式要求，利用光纖傳遞到保護設備。保護設備中的調合閘指令再經變電站事件網絡傳遞到智能操作箱當中，由此便出口調合閘便完成；與此同時，智能操作箱也將采取間隔里的遙信信息，然后經過變電站事件通信網絡傳遞到保護設備。數字化繼電保護裝置能夠與監控計算機通過站控層進行通信。

2、在常規微機保護系統中，常規電磁式互感器把測得的模擬量通過二次電纜傳送給變送器。變送器將模擬量轉變為標準的電流或電壓信號傳送給微機保護裝置當中。然后由微機保護設備進行模擬/數字的轉換，轉換后便完成保護功能方面的運算。

二、 數字化繼電保護系統在繼電保護檢修的作用

1、數字化繼電保護系統在繼電保護檢修要求：

（1）首先要進行表觀上的檢測，即繼電保護裝置的各種外在表象的觀測，包括查看各類繼電器外殼是否破損，是否受到周圍環境的破壞和腐蝕，各項定值的位置是否變動；

（2）查看繼電器接點有無卡住、變位、燒傷、脫軸、脫焊等情況發生，繼電器的連接部位是非常重要的運行部位，也是最易出現故障的部位，所以要在查看表面特征后，及時查看繼電器的連接是否正常；

（3）感應型繼電器的圓盤轉動是否正常，帶電的繼電器接點有無大的抖動或磨損，線圈和附加電阻是否有過熱現象；

（4）壓E板或轉換開關的位置是否與運行要求一致，轉換開關是比較容易被巡檢人員忽略的部位，但是轉換開關的切換功能正常與否會直接影響繼電保護裝置的切斷電路的準確度；

（5）各類信號指示是否正常，即在定值狀態下的各種指示燈和指示數值是否顯示正常，這是巡檢人員和其他人員判斷繼電保護裝置的運行狀態的一個重要指標；

（6）有無異常聲響、發熱冒煙或燒焦等異常氣味，一旦出現這類情況，要馬上停止繼電保護裝置的運行，以免造成嚴重的事故，這些現象是繼電保護裝置運行異常的一種極端表現，若不及時停止，會有很大安全隱患。

2、數字化繼電保護系統在繼電保護檢修手段

（1）直流接地和信號回路故障。由于接地查找故障的方式是先檢查室外再檢查室內，先檢查電纜再檢查裝置，以及先檢查舊設備再檢查新設備，因此，在對直流接地進行檢查的時候，將直流電源斷開，極容易影響到繼電保護與二次回路。而信號回路故障由于指示燈、光耦等設備長期受到沖擊帶電的損壞，因此，造成故障的發生。要解決這兩種故障就必須在必要時打開跳閘壓板和更換新的元件。（2）控制回路故障。由于控制回路故障多發生在斷路器中，因此，操作回路如果設計和接線不合理、相關操作把手與指示燈失靈，以及人為的錯誤操作與閉鎖回路接點出現異常等等，都將造成控制回路出現故障。為了避免這些故障的發生，在改造設備和更換線路保護的同時，還要進行日常設備的維護與保護校驗，不斷提高繼電保護工作人員的技能，以確保設備的最佳運行狀態，并且還要做好每項故障的總結與分析記錄，以快速、安全的方式消除故障，做好故障排除的準備。

三、數字化繼電保護系統的優點

目前，繼電保護裝置的微機化趨勢充分利用了先進的半導體處理器技術：高速的運算能力、完善的存貯能力和各種優化算法，同時采用大規模集成電路和成熟的數據采集、模數轉換、數字濾波和抗干擾等技術，因而系統響應速度、可靠性方面均有顯著的提升。然而，數字化變電站的不斷發展，對繼電保護技術提出了新的挑戰：

（1）更高的繼電保護性能。具體到電力繼電保護設備來說，包括：電力狀態參數的快速準確監測；系統很強的存儲力，能更好地實現故障分量保護；先進、優化的自動控制、算法和技術，如自適應、狀態預測、模糊控制及人工智能、神經網絡等，確保更高的運行準確率；在滿足當前繼電保護功能和性能需求的條件下，以更低的整體系統成本(包括軟硬件成本和開發成本)實現。

（2）更好的系統軟硬件的擴展能力。產品方案的可擴展性是當前很多嵌入式系統產品方案選型的一個重要考慮點，對于繼電保護系統來說尤其如此。

（3）可靠性除了系統軟件設計的優化和調試外，體現在數字元件的特性不易受溫度變化(寬的工作溫度范圍)、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

數字化變電站在檢修管理方面也發生了較大轉變。首先，為了滿足檢修需要的改變，可采用新型的校驗設備取代常規的模擬量輸出校驗儀。目前多采用新型的數字化校驗儀，這種校驗儀體積?。ㄅc筆記本相似）、試驗線接線簡單、絕緣要求和功率要求低等優點，同時能夠實現無A/D轉換過程，而它在操作中無需模擬量輸出，保障了質檢員工的安全。其次，數字化變電站的二次設置裝置的結構變化較大，因此設備的保護及回路驗收項目及標準也發生了根本性的變化：第一，回路接線進一步簡單化，從而減少了工作量與現場調試項目；第二，智能新斷路器不僅可以有效減少大量的二次電纜，與此同時還可以進一步避免因直流系統降壓而造成的斷路器舉動這一現象的發生。另外，現場對斷路器部分的試驗標準與要求可以結合實際情況給予適當的調整。

總結：目前關于數字化變電站的研究尚且需要進一步深入，同時要求保護人員專業技術水平和工作技能的不斷提高，結合實際運行中的問題進一步完善，以使得機電保護技術更加具有針對性，維持長期穩定發展。在未來相當一段時間里，數字化變電站將會成為變電站發展的主要趨勢，同時也將為我國“智能電網”的建設打下堅實基礎。

參考文獻

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