陈伟程
（广州供电局有限公司510000）
摘要：随着现代电网建设步伐的加快，对电力综合自动化系统综合性能提出更高的要求。然而现行自动化系统设计中仍有较多弊病存在，很难使系统的远传、监控、监测与保护等功能得以实现，尤其在继电保护上表现更为明显，若无法保证继电器发挥实质性作用，更会影响系统稳定运行。本文将对电力综合自动化系统相关概述以及微机保护与继电保护的实现进行探析。
关键词：综合自动化系统；微机保护；继电保护
前言：
作为电力系统的核心部分，变电站自动化系统强调以集成电路、微型计算机取代以往中央信号系统与测量仪表，使以往继电保护装置与外界通信问题得以解决，且在故障分析检测、装置调试与维护等各方面，自动化系统都能发挥重要作用。但如何使系统优势充分发挥出来，又成为当前困扰自动化系统建设的主要难题。因此，本文对电力综合自动化系统以及继电保护的相关研究，具有十分重要的意义。
电力综合自动化系统相关概述
电力综合自动化系统概述
关于电力综合自动化系统，其主要指将自动化装置、硬件措施等集于一体，且在相关的控制技术、通信技术、数据分析以及处理技术应用下，所组合与优化的系统。系统应用下具有一定的智能化与自动化特征，有利于变电站的可靠运行。从电力综合自动化系统类型看，集中表现为分层分布式、全分散式以及集中式等类型。以分层分布式类型为例，将整个变电站细化为设备层、间隔层与变电站层，一般一次设备如电流与电压互感器都设置于设备层中，而间隔层在功能上表现为故障记录、测量控制等。如图1所示，为分布式系统运行的流程。这种系统结构无需引入较多二次设备，系统组态极为灵活，且维护检修极为便利[1]。
图1分布式系统运行流程
电力综合自动化系统设计原则
自动化系统设计中，要求其在保护功能、远传功能、监控功能以及监测功能等方面都可实现，这也是当前系统设计中需遵循的主要原则。其中，在监测功能上，要求系统应用中可自动完成收集、处理数据等过程，工作人员可根据系统收集与处理的数据对整个电网运行情况进行判断。而在监控功能方面，其区别于监测功能，更强调系统对故障问题的监测，如单项接地故障下，系统可直接通过相电压降、功率方法对接地线路进行判断，并在计算电流电压的基础上完成调节分接头位置判定过程。对于远传功能，通常以特殊规约、CDT规约等作为远传规约，若有报警事件、异常问题出现后，远传会将具体的信息传送给上级。另外，在保护功能方面，当前自动化系统设计中逐渐将微机保护装置引入，其不仅可使主机所有组件被实时检查，也能将开关、电流与电压等状态显示出来并进行修改，同时也可对故障前母线的线路电流、电压等进行记录，为故障分析提供参考。实际设计中，只有保证系统在这些功能要求上得以满足，才能将电力综合自动化系统优势充分发挥出来[2]。
微机保护与继电保护实现研究
微机保护的实现
作为当前电力综合自动化系统的重要保护装置，微机保护主要将计算机作为核心，将外围线路与其连接，便可满足监控保护的要求。但如何使微机保护在自动化系统中的作用发挥，要求做好硬件与软件的设计工作。首先从硬件设计角度看，若以功能角度出发，可细化为较多插件，如电源插件、人机对话插件、开关量输入或输出以及保护CPU等插件。以CPU系统设计为例，可考虑其在运行中与DSP相配合，这样数据计算过程可直接由DSP实现，计算后的数据会由RAM向CPU中传输，此时的CPU在功能上表现为通信管理以及保护逻辑判断等，整个系统结构如图2所示。在微机系统合理设计的基础上，也需注意开关量输出、输入模块以及人机对话模块等合理设计，这样才可使整个微机保护有硬件基础作为保障。
图2CPU与DSP组合系统
另外，在软件设计过程中，也要求使软件满足可读性、可靠性、准确性以及易维护等要求。实际设计中，需注意的程序模块主要表现在主程序、故障处理、采样中断、后加速逻辑以及保护程序等。若保护装置运行处于正常状态，主程序将处于循环检查状态，而在故障被检测出来情况下，故障处理程序将会启动，且在保护逻辑判断下完成跳闸等动作。直至故障消除后，主程序将重新运行[3]。
继电保护的实现
目前电力综合自动化系统中，所采用的继电保护措施集中体现为母线差动保护、主变差动保护以及过激磁保护等。若保护动作不到位，很可能影响电网的可靠运行，如继电保护拒动、误动等情况下造成的安全事故。以其中过激磁保护为例，其保护的对象多为绝缘体老化情况，而这种绝缘体老化问题多因激磁系统故障下带来的铁芯发热而产生，通过过激磁保护的引入，可有效控制变压器受过电压、低频率带来的影响。再如差动保护，其在当前高压电气设备、输电线路等保护中较为常见，一般又表现为母线差动保护、主变压器差动保护等。需注意的是无论采用哪种继电保护方式，实际引入到自动化系统中，都要求做好设计选型、调试安装以及维护运行等工作。如设计选型方面，需保证所选取的继电保护装置既能与自动化系统运行要求相吻合，且装置自身综合性能也能达到稳定运行标准。从当前继电保护在变电站中的应用趋势看，将逐渐趋于智能化、网络化、微机化的以及通信一体化等方向。尤其在通信一体化方面，强调继电保护装置实质为功能多样化、性能较强的计算机，可直接对电力系统运行相关数据进行获取并自动分析，同时能够将数据信息向电力网传送。这样在计算机运用下，既可使继电保护功能得以实现，也能完成其他如通信、控制与测量等功能。未来继电保护设计中，也可将这些方向作为设计目标，对推动自动化系统综合性能的提升可起到突出作用[4]。
结论：电力综合自动化系统与继电保护是当前电网建设中需考虑的主要内容。实际进行自动化系统设计中，应正确认识不同类型系统的特征与系统设计的相关原则，在此基础上做好微机保护与继电保护等工作，如其中微机保护方面需保证硬件与软件合理设计，而在继电保护上应使非电量、差动保护以及过激磁保护等都得以实现，这样才能提升电力综合自动化系统的性能。
参考文献：
[1]陈吉.电力综合自动化系统与变电站继电保护研究[D].华北电力大学,2015.
[2]朱林.基于实时以太网的数字化变电站体系结构和新型应用[D].华中科技大学,2010.
[3]满令伍.IEC60870-5-103规约在变电站后台监控系统中的应用研究与实现[D].山东大学,2014.
[4]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.