解析電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用

陳榮旭

(國網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

解析電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用

陳榮旭

(國網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

從繼電保護的特征和原理入手,分析了繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的功能和作用,并針對幾個重點應(yīng)用領(lǐng)域進行了分析,總結(jié)其應(yīng)用的方式和技術(shù)要點。

繼電保護 電力系統(tǒng) 自動化應(yīng)用 要點分析

自動化的繼電保護裝置就是在電力網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候?qū)€路設(shè)備等進行保護,自動切斷線路從而避免故障擴大,其動作的反應(yīng)時間通?？梢赃_到0.1s,甚至更短。這樣的保護裝置在電力系統(tǒng)中對于其安全性意義重大,因此繼電保護裝置的自動化技術(shù)也在不斷的發(fā)展和進步。

1 繼電保護設(shè)備的特征分析

電力系統(tǒng)中運行故障時不能百分百避免的,在故障中如短路或者過載等,幾點保護設(shè)備就可以及時的發(fā)出跳閘的指令以及信號,并在可以有效控制范圍內(nèi)保障安全。主要的目的就是將故障點以及波及的范圍控制在最低,或者直接切除故障線路。在正常的情況下電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率較低,所以在解決故障問題上應(yīng)用不多。一般情況下繼電保護都是拒動和誤動,拒動主要是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時繼電保護設(shè)備對其不能及時的修復(fù)或者報警等,也沒能切除故障,即不能達到保護電力系統(tǒng)的作用。誤動則是在系統(tǒng)正常的清下出現(xiàn)繼電保護裝置的報警和切斷等,這樣的故障應(yīng)在電力系統(tǒng)中杜絕。新型的繼電保護裝置往往都具備一定的在線遠程監(jiān)測功能,因此自動化技術(shù)已經(jīng)逐步進入到繼電保護裝置的控制和監(jiān)控中。

2 繼電保護裝置的自動化技術(shù)概述

2.1 基本原理

繼電保護的自動化就是指在供電系統(tǒng)故障的時候,裝置按照電壓和電流的異常情況進行自動化動作,根據(jù)與限值的對比快速得到動作指令,并進行自動的切斷操作,異常保護供電系統(tǒng),這就是繼電保護自動化的基本原理。

2.2 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

繼電保護自動化發(fā)展到今天已經(jīng)可以利用衛(wèi)星和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),對遠程的電力網(wǎng)絡(luò)運行情況進行分析,整個裝置更加簡單方便操作,可以自動對參數(shù)進分析和對比,可以有效的保護線路安全,尤其是與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合更可以幫助電力系統(tǒng)處理復(fù)雜問題,節(jié)約管理和維護的成本和人力等。

2.3 繼電保護的作用

繼電保護自動化技術(shù)主要有兩個方面的作用,一則是在電路正常的運行中對電路進行監(jiān)視,并實施的采集數(shù)據(jù)反饋到控制中心,對電路穩(wěn)定運行提供參考;一則是在電路出現(xiàn)故障的時候,發(fā)出報警信息,并對故障進行快速分析切斷相關(guān)線路,并記錄數(shù)據(jù)信息,保障大范圍的電路安全。

3 電力系統(tǒng)繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 接地保護

電力系統(tǒng)線路的接地方式存在差異,因此電力系統(tǒng)有兩種形式,一個是小電流接地,一個是大電流接地。小電流接地保護負責(zé)發(fā)出信號,如果電力系統(tǒng)母線接地故障,系統(tǒng)應(yīng)在一定時間內(nèi),保持持續(xù)的運行。大電流接地保護則是需要出現(xiàn)故障即可切斷電源,對電力系統(tǒng)起到良好的保護作用。下面就針對小電流的接地形式進行分析。(1)零序電壓下,電力系統(tǒng)正常運行中系統(tǒng)沒有零電壓,并與三相電壓形成對稱關(guān)系,三個不同的電壓可以獨立顯示線路電壓。如果電力系統(tǒng)接地出現(xiàn)故障,電力系統(tǒng)就會出現(xiàn)零序電壓,自動化的繼電保護就會發(fā)乎報警信息。此時可以利用電壓表的讀數(shù)來判斷故障情況,就是因為在電力系統(tǒng)故障時電壓會出現(xiàn)明顯的異常,電壓會出現(xiàn)下降。(2)零序電流,主要是電力系統(tǒng)接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候,零序電流就會出現(xiàn)異常升高,繼電保護會檢測這個改變,能夠切斷電源,對電力系統(tǒng)進行保護。(3)零序功率,如果電力系統(tǒng)接地出現(xiàn)故障,此時零序電流波動較小,但是零序功率的改變卻出現(xiàn)了異常,繼電保護也可通過這個異常判斷故障并進行保護。

3.2 變壓器繼電保護自動化技術(shù)

變壓器也是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備,對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著重要的作用,繼電保護自動化技術(shù)主要對以下幾個要素進行監(jiān)控,(1)接地情況,對于直接接地的變壓器進行保護,采取的是零序電流的保護模式,在變壓器接地兩側(cè)實施零序保護,通過電流互感器產(chǎn)生的零序電流的情況對變壓器進行監(jiān)測和保護,對不接地的變壓器則采用零序電壓保護;(2)氣體監(jiān)控,變壓器在工作中油箱會產(chǎn)生氣體,如果出現(xiàn)故障油和絕緣材料都會因為電弧放電而分解,所以會出現(xiàn)有害氣體。瓦斯保護就是對這類氣體進行監(jiān)控,如果油箱出現(xiàn)瓦斯異常則會啟動保護,切斷變壓器電源,并發(fā)出系統(tǒng)報警信號;(3)短路保護應(yīng)用,變壓器的短路保護要求對過電流和阻抗進行保護,過電流的繼電保護主要是在變壓器的電源兩邊電流和時間元件中間,如果電流元件運行一段時間后,就會進行跳閘并切斷電源。阻抗繼電器則是利用變壓器的阻抗元件進行保護,阻抗元件運行一段時間就會觸發(fā)保護裝置進行跳閘并切斷電源,對變壓器進行保護。對變壓器的自動化保護是通過對變壓器的基本參數(shù)的測量完成的,因此可以設(shè)定相應(yīng)的限值,以此保障系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。

3.3 電機的自動化保護

發(fā)電機也是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備,必須強調(diào)對發(fā)電機的保護,以此提高網(wǎng)絡(luò)供電的安全性。發(fā)電機的保護主要是重點保護和備用保護,其中重點保護就是對發(fā)電機的失磁故障進行保護,通過對發(fā)電機的 相位、電流、中性點等進行監(jiān)控,形成縱聯(lián)差動的保護模式,完成對發(fā)電機的保護。但是發(fā)電機單相接地出現(xiàn)的電流超標,可以利用接地保護裝置進行繼電保護。如果發(fā)電機定子繞組發(fā)生短路,可能會導(dǎo)致發(fā)電機的溫度異常,此時絕緣層被燒則會對發(fā)電機產(chǎn)生威脅,可以定子繞組上安裝匝間保護裝置,對發(fā)電機出現(xiàn)的電子繞組匝間短路進行監(jiān)控和保護。備用保護,則是發(fā)電機定子繞組出現(xiàn)超標的低負荷,自動保護裝置則立即跳閘切斷電源,并發(fā)出警告。通過過電流保護措施,對發(fā)電機的外部短路故障進行監(jiān)控和保護,避免短路時過電流對發(fā)電機的沖擊,過電壓保護則是避免發(fā)電機出現(xiàn)低負荷的時候出現(xiàn)絕緣擊穿的故障。

3.4 網(wǎng)絡(luò)母線保護

母線的繼電保護主要是兩種,一則差動保護;一則相位保護,差動保護主要是將變化和特點都一致的電流互感器設(shè)置在母線上進行監(jiān)測,二次繞組與母線側(cè)的端子連接后,再將繼電保護裝置設(shè)置在母線差動位置上,實現(xiàn)對母線的自動保護。相位保護則是通過對比相位的方式進行監(jiān)測和保護,一體感母線保護的有效性。在小電流接地的過程中,網(wǎng)絡(luò)母線保護位置在相間短路中,通過兩相連接的模式進行保護。在大電流的接地中,網(wǎng)絡(luò)母線保護則通過三相連接的方式實現(xiàn)保護。

4 結(jié)語

自動化的繼電保護措施在實際的應(yīng)用中,主要是利用其對運行參數(shù)的自動化檢測和比對功能,即利用對比限值來確定繼電保護的動作,并將數(shù)據(jù)進行匯總,方便故障處理,因此自動化的繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用意義重大。

[1]李春霜.電力系統(tǒng)中繼電保護的自動化策略探析[J].科技傳播,2014(02):08-09.

[4]王良飛.電力系統(tǒng)中繼電保護的自動化策略[J].技術(shù)與市場,2013(12):15-16.