摘要:随着电力行业和科技水平的快速发展，尤其是自动化技术的普及和应用，彻底改变了人们的生活和工作方式。以变电站为例，当代变电站已经基本覆盖自动化设备，电力系统运行效率和运行安全得到了很大提升，其中继电保护器发挥了十分积极的作用。为了能够更加全面深入地对继电保护在自动化变电站中的应用加以了解，本文简要分析了其运行原理、应用以及维护过程，以期为相关行业工作者提供些许参考。
关键词:继电保护；自动化变电站；运行；维护
引言
所谓继电保护，就是一种可以实时对电力系统的运行状态进行检测的装置，一旦该装置发现电力系统出现异常运行情况，就是在第一时间发出故障警报，并自动执行一系列故障隔离或切断措施，从而有效降低故障严重程度，保证其他电力系统的运行安全。由此可见，继电保护装置在电力系统运行过程中有着至关重要的作用，应用于自动化变电站中可以提高变电站的风险防控质量，具有很强的现实应用价值，相关行业工作人员应当对此引起足够重视。
1继电保护装置作用原理
当电力系统发生故障时，通常其工作频段的电气量会发生以下变化：其一是电流会变大，短路会造成故障点和电源之间的电气设备以及输电线路内电流负荷超过额定范围。其二是电压会减小，通常越靠近故障点其电压降低幅度就会越大。其三是电流和电压的相位角以及线路阻抗会发生变化。而继电保护装置可以根据电力系统中的电气量变化，而判断出线路故障，从而及时触发报警系统，向工作人员发出报警信号。在这个过程中，继电保护装置最重要的功能是要能够正电力系统的异常运行到底是正常状态还是确实属于运行故障，而且还要能够准确辨别故障位置，这样才能给电力系统维护人员提供可靠的数据参考依据，从而提高维修效率和维修质量，最大程度降低安全事故损失。而故障识别功能的实现就是靠区分电力系统中的电气量变化特征得以实现的，整个故障判断和保护过程基本上都是由计算机程序来控制，具有很高的自动化水平。
2变电站系统结构介绍
2.1变电站系统结构
变电站系统的结构采用分布式构成，如图1所示。监控主机外围电路由GPS通讯电路、人机对话窗口、数据采集、传输接口电路等组成。这种架构采用“面向对象”处理，以此来采集和处理对间隔层电气参量的信息。和集中式结构相比较，分布式结构有以下优点:（1）采用面向对象的方式进行处理，比如主变维护等单元，这种单元处理起来更快；（2）传输接口电路通过光纤连接，可以使后续维护和电路扩展方面更便捷；（3）因为是独立提供48V电压，所以一个环节出现故障不会对其他装置的使用造成影响。
2.2变电站系统需求分析
（1）站控层站控层可以对变电站的运行实行监测和管理，通过投切电容，使系统达到无功优化和电压优化。在运行监测时，电力系统处于故障状态还是不正常运行状态，可以区分出来，如果属于不正常运行，就会有警报声同时现场光字牌会有不正常运行的故障类型（电压异常、电流异常等）出现。如果系统处于故障状态，光字牌会出现相应标志同时发出动作指令给执行机构。从站控层特点可以看出，大部分都有突发性、随机性、数据量较小的特点，需要信息共享，而实时性不高，运用了不带VLAN标识的HSR网络后，信息可以共享，并且网络成本不用增加，这样大大提高了站控层网络的冗余度，同时还能达到站控层通信性的要求。（2）间隔层整合站控层信息，确保站控层与过程层之间正常运转。在报警信息或操作信息出现时，快速处理。智能化变电站的存在使得系统间隔层功能在实现时发生相当大的改变，主要有：备自投、低频减载、低压母线保护、主变压器差动保护、母线电压互感器测控、防误闭锁等。这些功能的实现需要多个间隔装置之间通信。
（3）变电站自动化系统功能基本功能：智能变电站一体化监控系统可以对变电站实现一系列功能，有可靠、合理、完善的监视、测量、控制、断路器合闸同期等等，同时还有遥测、遥信、遥调、遥控全部的远动功能以及时钟同步功能，并且可以实现与调度控制中心交换信息。高级应用：主要包括五大方面，有顺序和视频联动、软压板集中管控、智能告警和简报、一体化五防、与主站端配合的高级应用。
3继电保护在自动化变电站中的运行和维护管理
3.1综合管理布局
继电保护是个系统化的复杂过程，应用于自动化变电站中，对变电站的运行安全影响极为重要，所以相关行业工作人员必须本着严谨、严肃的态度对继电保护装置的整体运行情况进行综合管理布局。但是并非任何组织部门都具备继电保护管理资质，不同的自动化变电站对继电保护装置的运行功能要求存在很大区别，在加上继电保护装置多种多样，其实际应用运行效果也会产生较大差异。所以在实际运行管理过程中，各自动化变电站应当与具备专业继电保护资质的厂家合作，并且在配备继电保护装置时，不能单纯从经济效益角度考虑其管理布局，更应该从继电保护设备的产品质量以及性能等方面进行综合评估，从中选择性价比最高的继电保护配置方案，合理进行综合布局管理，这样才能最大程度保障自动化变电站运行安全，减少安全事故的发生几率，从而给电力企业创造更加长期稳定的经济效益。
3.2选型设计管理
选型设计是自动化变电站中继电保护装置应用和运行管理的核心环节，只有做好设备选型，才能为后续电力系统保护奠定良好的基础。具体而言，在选型设计阶段，相关行业工作人员要立足长远，结合变电站未来一定时期内的发展规划以及市场的发展趋势，以发展的眼光制定具有前瞻性的继电保护措施。也就是说，变电站继电保护选型设计既要满足当前的运行需求，又要留有足够的可调整空间。尤其是在当前自动化技术日新月异的时代背景下，变电站未来几年内很可能需要再一次面临设备大更新。而且当代电子产品数量和种类越来越多，未来人们的用电需求也会越来越大，变电站的规模也会有所扩建，这些问题相关继电保护选型设计人员在进行方案制定时都要做到全面考量和预备。
3.3安装调试管理
在综合自动化变电站建设中，继电保护涉及测量表计、直流系统、后台监控等设备。因此必须在调试阶段内，明确继电保护与这些设备间的责任界限与分工，相互配合协调；做好基础数据的录入，系统数据库的建立以及对各设备进行联合调试等等工作。对于继电保护装置的新安装校验，必须对装置加入额定电压，模拟系统可能发生的各种故障，做装置的整组模拟、传动试验，确保装置各条逻辑回路的正确性得到验证。微机保护功能先进，但这并不就意味着微机装置工作可靠性大、安全系数高。保证继电保护及自动化装置的背板、端予排、压板、插头的接线牢固，做好光缆、网络线防外力破坏的措施。应做好工程关键质量点的控制，因为整个系统最终运行好坏将通过其反映。
结语
综上所述，继电保护在自动化变电站中的运行和维护是一项较为复杂的工作，要保证继电保护系统的良好运行，相关行业工作者不仅要结合变电站当前所使用的自动化技术，合理选择继电保护设备类型，科学设计继电保护措施，同时还要做好相关运行调试，并加强后期运行维护管理，充分融合传统管理模式和自动化管理技术，提高继电保护运行维护管理效率及管理质量，这样才能真正发挥继电保护的优势，为变电站安全运行保驾护航。
参考文献
[1]石文芳.220kV变电站综合自动化系统与继电保护研究[C]//决策论坛———如何建立科学决策机制理论研讨会.0.
[2]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(22).