摘要：变电站综合自动化系统与继电保护是现阶段电力系统中的重要组成部分，侧重于变电站设备运行情况、线路电流、电压情况的管理与监控，对提升电力调度工作质量，保障电力系统安全、稳定与高效运行具有重要影响作用。本文以220kV变电站为例，在资料分析与实践工作经验总结的基础上，对电力综合自动化系统与变电站继电保护进行了分析，以供参考。
关键词：电力综合自动化系统；变电站；继电保护
电力资源作为保障人民生活质量，推动社会生产建设与经济发展的重要资源，随着我国社会经济的不断发展，其适用范围已遍布各领域、各角落中。随着人们用电需求的不断提高，电力系统运行的安全、可靠与安全得到人们越多越多的关注。变电站作为电力系统中的重要组成部分，承载着电能科学配置与管理的重要使命。因此，基于电力系统信息化建设进程的不断推进，认知并全面掌握电力综合自动化系统与变电站继电保护具有重要现实意义，有利于推动变电站的综合自动化改造，提升变电站运行的安全性与可靠性。
1 电力综合自动化系统
综合自动化系统在基于科学技术创新发展与普及应用下，依据分层分布式系统设计原则、集中式系统设计原则，在遵循相关电力设计技术规范与要求的基础上，由通讯管理设备、公共测试管控设备、保护测试监控设备、自动化软件系统等构件共同组成的管控系统。因此，电力综合自动化系统具有结构“微机化”、作用“综合化”、运行管理“自动化”与“智能化”、操作监控“屏幕化”等特征。
通常情况下，电力综合自动化系统可分为两类：其一，变电站综合自动化系统。该系统是基于科学技术综合应用（包括先进计算机技术、电子通信技术等）下，对变电站二次设备（如故障录波、远程控制装置、信号收集与传递、机电保护等）进行优化设计，形成集测量、管理、监控、调节于一体的综合性自动化管理体系[1]。变电站综合自动化系统的应用，不仅简化了常规二次设备配置与接线形式，实现成本的节约，也促进了系统内各设备间信息、数据的有效共享，提升电变电站管理质量，实现电能的科学配置（图1）。其二，微机综合自动化系统。该系统采用分布式结构进行设计，由监控机、专用微机设备、网络设备、监控后台软件、通信接口等设备共同组成，可实现变电站内部组织中各供电线路、主设备等非电量、电量等数据的全面检测，实现对断路器、变压器等设备的有效管控，实现对故障录波、保护信息等的记录与报表。
图1变电站综合自动化系统
2 变电站继电保护
2.1变电站继电保护基本概念与职能
变电站继电保护是针对变电站运行故障或异常情况进行检测并利用一定手段进行信号警报与自动化故障隔离的电力系统重要保护措施与方法。因此，其基本职能可概括为两点。即，变电站（主要指电器元件）异常情况的有效检测与显示，通过信息数据采集、分析与判断，为相关工作人员提供可靠检测信息；基于程序设计与系统设计，进行自动化、有针对性的断路器切断，降低故障影响，保证其他电器元件正常运行。
2.2变电站继电保护系统设计要求
要想实现继电保护职能的有效发挥，在进行变电站继电保护系统设计时，需满足以下几项要求，并根据要求结合实际情况进行优化设计。
第一，“速度”要求。变电站继电保护实践应用过程中，能够及时找到电力系统运行故障所在位置，明确显示故障情况，并在变电站电力故障状态下保证系统工作的可持续进行，从而实现对电器元件的有效保护，减轻故障对系统运行的影响程度。
第二，“灵敏性”要求。变电站继电保护能够在电力故障发生的瞬间，进行故障信号捕捉，并给予反应，实现对继电保护设备保护范围内容任何故障的及时、准确获取，发生保护行为。
第三，“可靠性”要求。在继电保护设备保护范围内实现故障问题的主动反应，并保证信息、数据传输的准确性与有效性，为检修工作人员检修工作的顺利开展提供依据，进行有效指导。
第四，“选择性”要求。在进行继电保护时能够从最小范围检测出故障具体发生位置，并进行故障影响范围控制与故障排除。
2.3变电站继电保护系统设计思路
结合变电站继电保护基本职能与相关设计要求，本文从系统硬件结构设计与软件结构设计入手进行了分析，指明设计思路，实现变电站继电保护系统的优化。
2.3.1硬件结构设计
在变电站继电保护系统中，其硬件结构大致分为以下几个板块：其一，信息数据采集板块。该板块侧重于模拟信息的有效转化，实现故障问题的及时发现与反应；其二，CPU（Central Processing Unit，中央处理器）板块。该板块一软件系统设计为主，侧重于信息的分析与处理；其三，开关量输入与输出板块。该板块是保证微机保护与外部设备有效连接的关键环节，为信息传递与共享奠定了良好基础；其四，人机交互与通信板块。该板块的科学设计与合理配置，为系统参数设置、系统调试工作的组织开展奠定了良好基础；其五，电源板块。该板块是保证这个系统正常运行的关键，实现直流稳压电源向高频交流电源的转变，并根据不同电压等级要求输送电能，强化电源抗干扰能力[2]。
图2变电站继电保护硬件结构图
2.3.2软件结构设计
相对于传统常规继电保护而言，基于综合自动化系统下的微机继电保护系统，其软件设计存在一定的差异性。例如在软件保护与管理方面，通过合理设计数据采集系统、初始化系统，实现软件初始化操作，其中数据采集系统对采样数值存放位置进行初始化处理，实现继电保护设备正常圆形，提升继电保护质量；初始化系统，通过初始一、
初始二设计，对扩展芯片、开关量输入与输出、软件计数器等急性初始化处理，提升继电保护装置运行的可靠性与高效性[3]。与此同时，采用集中式结构配置法进行系统配置，实现母联保护、主变保护与线路保护（包括电流速断保护与过电流保护）。
结论
总而言之，电力综合自动化系统的构建是自动化技术、智能技术、信息技术等在变电站建设与改造中有效应用的重要表现。在信息化时代背景下，随着社会经济与科学技术的不断发展，推动变电站自动化发展，提升其继电保护水平已经成为我国电力工程项目建设的重要标准。本文旨在通过对电力综合自动化系统与变电站继电保护的研究，达到抛砖引玉的效果，促进变电自动化技术的优化发展。
参考文献
[1]郑飞.变电站综合自动化微机继电保护的相关分析[J/OL].电子测试,2016(20):112-113[2017-12-20].https://doi.org/10.16520/j.cnki.1000- 8519.2016.20.169.
[2]熊王斌,丁威.220kV变电站综合自动化系统与继电保护研究[J].中国高新技术企业,2016(23):144-145.
[3]任卫华.变电站综合自动化系统中的继电保护问题探讨[J].中国高新技术企业,2015(33):108-109.
论文作者:张轶群,徐颖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：变电站论文; 继电保护论文; 自动化系统论文; 系统论文; 故障论文; 电力论文; 板块论文; 《电力设备》2017年第34期论文;