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摘要：笔者通过本文介绍了电力自动化系统中操作方式及可靠性的特点，归纳出几种防误操作的方式，并探讨了继电保护电力系统的安全稳定运行，必须提高继电保护的正确动作率，更好地满足电力系统安全运行的要求。
关键词：自动化系统；继电保护；控制探讨
Abstract: the author through this paper introduces power automation system operating mode and the reliability of the characteristic, summarized the wrong operation way of several control, and discusses the relay protection, the safe and stable operation of the power system, must improve the relay correct operating rate and better meet the requirement of the safe operation of the power system.
Keywords: automation system; The relay protection; Control discusses
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
一、电力系统操作方式及可靠性
(1)多级多地点控制功能自动化系统的控制操作方式有以下三种方式：
1、站控操作：运行人员存变电站层监控主机发出操作命令，通过交互式对话过程，选择操作对象、操作性质，完成对某一操作过程的全部要求。
2、远方遥控：由调度人员在调度端发出下行控制命令。
3、就地操作：作为后备控制方式，当监摔系统故障或网络故障时，可存问隔层的测控单元的小开关手動控制或通过就地监控单元装置上的薄膜键盘进行就地控制。
以上三种操作方式是通过软件或使能开关来相互转换，当切换到站控操作时，后备手动控制不产生任何作用，计算机对一台设备同一时刻只能执行一条控制命令，当切换到后备手动控制，站摔及遥控命令不被执行；当同时收到一条以上命令或预操作命令不一致时，应拒绝执行，并给出错信息。每个被控对象只允许以一种方式进行控制。
(2)操作过程中软件的多次返校
1、操作员工作站发出的操作指令，都必须经过选择一校核～执行等操作步骤，返校通过后再送至该点执行下一步骤。当某一环节出错，操作指令中断，并告警提示。每次操作结束后，系统自动记录操作过程并存盘。
2、操作员权限设密，以杜绝误操作及非法操作。目前成熟的监控系统的软、硬件设备都具有良好的容错能力，即便运行人员在操作过程中发生一般性错误，均不引起系统的任何功能丧失或影响系统的正常运行，对意外情况引起的故障，系统都具有恢复功能。
3、监控系统的双机配置。220kV及以上电压等级变电站自动化系统多作双机双网配置，作为人机接口的监控主站冗余配置，热备用工作方式，町保证任意设备故障时对控制功能无影响。时下的做法，监控丰站用以太网相联并以HUB作为该以太网的管理。该网上任一装置异常，可将热各机切换为主机工作。监控系统硬件的冗余配置，系统分层分布式结构，为变电站的控制与操作的可靠性提供了保证。
二、自动化系统技术分析
分层分布式自动化系统从软硬件上分层分级考虑了变电站的控制防误操作，提高了变电站的可控性及控制与操作的可靠性。
综合自动化站可采用远方、就地、当地三级控制，而常规站只能通过控制屏KK把手控制；常规站电气联锁设计联系复杂，在实际使用中，设备提供的接点有限且各电压等级间的联系很不方便，使得闭锁回路的设计出现多余闭锁及闭锁不到的情况。综合自动化站可方便地买现多级操作闭锁，可靠性高。
常规站，人是整个监控系统的核心，人的感官对信息的接受不可避免地存在误差，其结果就会导致错误的判断和处理。人接受信息的速度有一定限制，对于变化快的信息，有时来不及反应，可能导致不正确的处理。而且个人的文化水平、工作经验、责任心等因素都会影响信息的处理，可以说常规站人处理信息的准确性和可靠性是不高的。运行的实践证明，值班人员的误判断、误处理常有发生。综合自动化站的核心为系统监控主机，用成熟可靠的计算机系统实现整个变电站的控制弓操作、数据采集 处理、运行监视、事件记录等功能，可靠性高且功能齐全。
自动化系统简化了变电站的运行操作，可方便地实现各种类型步骤复杂的顺控操作，且操作安全快速，对于全控的变电站，线路的倒闸操作几分钟便町完成，而常规站实现同样的操作往往需要儿个小时，且仍存在误操作的隐患。
常规变电站控制一般采用强电一对一的控制方式，信息及控制命令都足通过控制缆传输。计算机懿控系统控制命令的传输由模拟式变成数字指令，提高了信息传输的准确性和可靠性。特别是分层分布式自动化系统，各保护小间与主控室之间采用光缆传输，提高了信息传输回路的抗电磁干扰能力。分散式布置，控制电缆长度大为缩减，在相同控制电缆截面时，断路器控制回路的电压降减少，有利于断路器的准确动作。
三、电网系统构成
从电网的角度分析电网继电保护综合自动化系统获取信息的途径。电网的结构和参数，可从调度中心获得；一次设备的运行状态及输送潮流，可通过EMS系统实时获得：保护装置的投退信息，由于必须通过调度下令，由现场执行，因此可从调度管理系统获得，并从变电站监控系统得到执行情况的验证；保护装置故障及异常，可从微机保护装置获得；电网故障信息，可从微机保护及微机故障录波器获得。通过以上分析可看出，实现变电站继电保护综合自动化系统的信息资源是充分的。
四、功能分析
1、对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析
通过与继电保护管理信息系统交换保护配置、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息，电网继电保护综合自动化系统可实现对继电保护装置的可靠性分析。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题，并暂时无法解决时，通过将此类装置的可靠性评价降低，减轻系统对此类保护的依赖，通过远程调整定值等手段，实现周围系统保护的配合，防止 此类保护的拒动而扩大事故。
2、实现对各种复杂故障的准确故障定位
目前的保护和故障录波器的故障测距算法，以某站220kV行波测距装置采用XC一21输电线路行波测距装置为例。该装置利用输电线路故障时产生的暂态电流行波信号，采用现代微电子技术研制。装置采用三种测距原理：
(1)两端电气量行波测距原理(D型)。根据装于线路两端测距装置记录下行波波头到达两侧母线的时间，则可计算出故障距离。两端测距法只使用行波波头分量，不需考虑后续的反射与投射行波，原理简单，测距结果可靠。但两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时问同步装置(GPS时钟)，且两侧要进行通讯交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离(图一)。
(2)单端电气量行波测距原理。存被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之问来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号，使用模拟高通滤波起滤出行波波头脉冲，记录下如图二所示的暂态电流行波波形，根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差△t来实现测距。
图一F点故障时行波向两端母线的传播示意图
(3)利用来自电流互感器的暂态电流行波信号，不需要特殊的信号耦合设备。使用独立于CPU的超高速数据采集单元，记录并缓存暂态行波信号，解决了CPU速度慢，不适应采集处理暂态行波测距信号的困难。装置可储存最新的1O次故障的测距结果及4次故障电流波形， 设有掉电保护，所有记录数据在装置失电时均不丢失。得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检查越准确，调度端数据库中，已储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息。
图2 行波测距传播示意图及波形图
3、实现继电保护装置的状态检修
根据以往统计分析数据，设计存在缺陷、二次回路维护不良、厂家制造质量不良往往是继电保护装置误动作的主要原因。由于微机型继电保护装置具有自柃及存储故障报告的能力，因此可通过电网继电保护综合自动化系统实现继电保护装置的状态检修。
4、完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助策略
当系统发生较大事故时，由于在较短时间内跳闸线路较多，一般已超过了继电保护能够适应的运行方式，此时继电保护可能已处于无配合状态。此时进行事故恢复，不仅需要考虑一次运行方式的合理，还需要考虑保护是否可靠并有选择的切除故障。借助电网自动化系统，可分析当前运行方式下保护的配合关系，并通过远程改定值，完成继电保护装置对系统故障运行状态的自适应。
五、结束语
总之，继电保护在电气设备运行中起至关重要的作用，它不仅保护设备本体的安全，而月．还保障生产的止常进行。为确保继电保护动作的可靠性，继电保护整定工作要求相当严密。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：自动化系统；继电保护；控制探讨
Abstract: the author through this paper introduces power automation system operating mode and the reliability of the characteristic, summarized the wrong operation way of several control, and discusses the relay protection, the safe and stable operation of the power system, must improve the relay correct operating rate and better meet the requirement of the safe operation of the power system.
Keywords: automation system; The relay protection; Control discusses
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
一、电力系统操作方式及可靠性
(1)多级多地点控制功能自动化系统的控制操作方式有以下三种方式：
1、站控操作：运行人员存变电站层监控主机发出操作命令，通过交互式对话过程，选择操作对象、操作性质，完成对某一操作过程的全部要求。
2、远方遥控：由调度人员在调度端发出下行控制命令。
3、就地操作：作为后备控制方式，当监摔系统故障或网络故障时，可存问隔层的测控单元的小开关手動控制或通过就地监控单元装置上的薄膜键盘进行就地控制。
以上三种操作方式是通过软件或使能开关来相互转换，当切换到站控操作时，后备手动控制不产生任何作用，计算机对一台设备同一时刻只能执行一条控制命令，当切换到后备手动控制，站摔及遥控命令不被执行；当同时收到一条以上命令或预操作命令不一致时，应拒绝执行，并给出错信息。每个被控对象只允许以一种方式进行控制。
(2)操作过程中软件的多次返校
1、操作员工作站发出的操作指令，都必须经过选择一校核～执行等操作步骤，返校通过后再送至该点执行下一步骤。当某一环节出错，操作指令中断，并告警提示。每次操作结束后，系统自动记录操作过程并存盘。
2、操作员权限设密，以杜绝误操作及非法操作。目前成熟的监控系统的软、硬件设备都具有良好的容错能力，即便运行人员在操作过程中发生一般性错误，均不引起系统的任何功能丧失或影响系统的正常运行，对意外情况引起的故障，系统都具有恢复功能。
3、监控系统的双机配置。220kV及以上电压等级变电站自动化系统多作双机双网配置，作为人机接口的监控主站冗余配置，热备用工作方式，町保证任意设备故障时对控制功能无影响。时下的做法，监控丰站用以太网相联并以HUB作为该以太网的管理。该网上任一装置异常，可将热各机切换为主机工作。监控系统硬件的冗余配置，系统分层分布式结构，为变电站的控制与操作的可靠性提供了保证。
二、自动化系统技术分析
分层分布式自动化系统从软硬件上分层分级考虑了变电站的控制防误操作，提高了变电站的可控性及控制与操作的可靠性。
综合自动化站可采用远方、就地、当地三级控制，而常规站只能通过控制屏KK把手控制；常规站电气联锁设计联系复杂，在实际使用中，设备提供的接点有限且各电压等级间的联系很不方便，使得闭锁回路的设计出现多余闭锁及闭锁不到的情况。综合自动化站可方便地买现多级操作闭锁，可靠性高。
常规站，人是整个监控系统的核心，人的感官对信息的接受不可避免地存在误差，其结果就会导致错误的判断和处理。人接受信息的速度有一定限制，对于变化快的信息，有时来不及反应，可能导致不正确的处理。而且个人的文化水平、工作经验、责任心等因素都会影响信息的处理，可以说常规站人处理信息的准确性和可靠性是不高的。运行的实践证明，值班人员的误判断、误处理常有发生。综合自动化站的核心为系统监控主机，用成熟可靠的计算机系统实现整个变电站的控制弓操作、数据采集 处理、运行监视、事件记录等功能，可靠性高且功能齐全。
自动化系统简化了变电站的运行操作，可方便地实现各种类型步骤复杂的顺控操作，且操作安全快速，对于全控的变电站，线路的倒闸操作几分钟便町完成，而常规站实现同样的操作往往需要儿个小时，且仍存在误操作的隐患。
常规变电站控制一般采用强电一对一的控制方式，信息及控制命令都足通过控制缆传输。计算机懿控系统控制命令的传输由模拟式变成数字指令，提高了信息传输的准确性和可靠性。特别是分层分布式自动化系统，各保护小间与主控室之间采用光缆传输，提高了信息传输回路的抗电磁干扰能力。分散式布置，控制电缆长度大为缩减，在相同控制电缆截面时，断路器控制回路的电压降减少，有利于断路器的准确动作。
三、电网系统构成
从电网的角度分析电网继电保护综合自动化系统获取信息的途径。电网的结构和参数，可从调度中心获得；一次设备的运行状态及输送潮流，可通过EMS系统实时获得：保护装置的投退信息，由于必须通过调度下令，由现场执行，因此可从调度管理系统获得，并从变电站监控系统得到执行情况的验证；保护装置故障及异常，可从微机保护装置获得；电网故障信息，可从微机保护及微机故障录波器获得。通过以上分析可看出，实现变电站继电保护综合自动化系统的信息资源是充分的。
四、功能分析
1、对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析
通过与继电保护管理信息系统交换保护配置、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息，电网继电保护综合自动化系统可实现对继电保护装置的可靠性分析。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题，并暂时无法解决时，通过将此类装置的可靠性评价降低，减轻系统对此类保护的依赖，通过远程调整定值等手段，实现周围系统保护的配合，防止 此类保护的拒动而扩大事故。
2、实现对各种复杂故障的准确故障定位
目前的保护和故障录波器的故障测距算法，以某站220kV行波测距装置采用XC一21输电线路行波测距装置为例。该装置利用输电线路故障时产生的暂态电流行波信号，采用现代微电子技术研制。装置采用三种测距原理：
(1)两端电气量行波测距原理(D型)。根据装于线路两端测距装置记录下行波波头到达两侧母线的时间，则可计算出故障距离。两端测距法只使用行波波头分量，不需考虑后续的反射与投射行波，原理简单，测距结果可靠。但两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时问同步装置(GPS时钟)，且两侧要进行通讯交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离(图一)。
(2)单端电气量行波测距原理。存被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之问来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号，使用模拟高通滤波起滤出行波波头脉冲，记录下如图二所示的暂态电流行波波形，根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差△t来实现测距。
图一F点故障时行波向两端母线的传播示意图
(3)利用来自电流互感器的暂态电流行波信号，不需要特殊的信号耦合设备。使用独立于CPU的超高速数据采集单元，记录并缓存暂态行波信号，解决了CPU速度慢，不适应采集处理暂态行波测距信号的困难。装置可储存最新的1O次故障的测距结果及4次故障电流波形， 设有掉电保护，所有记录数据在装置失电时均不丢失。得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检查越准确，调度端数据库中，已储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息。
图2 行波测距传播示意图及波形图
3、实现继电保护装置的状态检修
根据以往统计分析数据，设计存在缺陷、二次回路维护不良、厂家制造质量不良往往是继电保护装置误动作的主要原因。由于微机型继电保护装置具有自柃及存储故障报告的能力，因此可通过电网继电保护综合自动化系统实现继电保护装置的状态检修。
4、完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助策略
当系统发生较大事故时，由于在较短时间内跳闸线路较多，一般已超过了继电保护能够适应的运行方式，此时继电保护可能已处于无配合状态。此时进行事故恢复，不仅需要考虑一次运行方式的合理，还需要考虑保护是否可靠并有选择的切除故障。借助电网自动化系统，可分析当前运行方式下保护的配合关系，并通过远程改定值，完成继电保护装置对系统故障运行状态的自适应。
五、结束语
总之，继电保护在电气设备运行中起至关重要的作用，它不仅保护设备本体的安全，而月．还保障生产的止常进行。为确保继电保护动作的可靠性，继电保护整定工作要求相当严密。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。