電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化研究

陳有崧 歐自敏

1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)大方供電局 貴州畢節(jié) 551600 2.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)黔西供電局 貴州畢節(jié) 551500

電力系統(tǒng)必須根據(jù)電力需求不斷進(jìn)行調(diào)整，否則就會(huì)因故障而引發(fā)安全事故，給企業(yè)造成不可估量的損失，這一問題的解決必須通過繼電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)，該裝置能夠及時(shí)對(duì)系統(tǒng)故障做出反應(yīng)，并以警報(bào)的方式通知維護(hù)人員，促使故障能夠在短時(shí)間內(nèi)得到處理。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中重要組成部分，其中包括邏輯部分、測(cè)量部分和執(zhí)行部分，通過對(duì)比設(shè)備故障前后的電氣量變化情況，依托于繼電保護(hù)裝置來保護(hù)電氣設(shè)備和線路。一旦線路和設(shè)備出現(xiàn)故障，電氣量隨之變化，以此為依據(jù)來判斷故障是否發(fā)生，啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置來保護(hù)電氣設(shè)備。就繼電保護(hù)故障問題來看，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）運(yùn)行故障。在長(zhǎng)期運(yùn)行中設(shè)備溫度升高，受到外界條件影響出現(xiàn)設(shè)備故障。（2）繼電保護(hù)系統(tǒng)故障，由于繼電保護(hù)元件質(zhì)量誘發(fā)故障，如電磁型、機(jī)械型繼電器零件缺陷，如果電力系統(tǒng)元件質(zhì)量不符合要求，可能出現(xiàn)誤動(dòng)，加劇電力系統(tǒng)故障幾率。（3）隱性故障。主要是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，并未出現(xiàn)明顯的故障，但是系統(tǒng)部分發(fā)生變化后，將會(huì)觸發(fā)故障，增加故障幾率。

2 繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理的相關(guān)原則

（1）饋線自動(dòng)化。饋線自動(dòng)化能夠保證電壓時(shí)間型的分段器與重合器之間相互協(xié)調(diào)，能對(duì)故障進(jìn)行合理的隔斷，保證區(qū)域配電的合理性，在傳統(tǒng)配電故障發(fā)生時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)分線和用戶線路故障而導(dǎo)致的全網(wǎng)停電的情況出現(xiàn)，需要合理選擇配電保護(hù)技術(shù)，以便發(fā)生故障時(shí)，配電自動(dòng)化配合的饋線開關(guān)能合理進(jìn)行電壓時(shí)間型的分段處理，實(shí)行饋線的自動(dòng)化開關(guān)，保證未出現(xiàn)故障的線路能正常工作，保證電力的正常供應(yīng)。

（2）故障處理的優(yōu)勢(shì)。采用配電自動(dòng)化配合的方式進(jìn)行故障處理，能夠簡(jiǎn)化故障的處理過程，且處理方式與饋線自動(dòng)化的故障處理形式間存在較大的相似之處，該方式在處理故障的時(shí)候，能夠先利用斷路器進(jìn)行跳閘，進(jìn)而經(jīng)過0.5s的延時(shí)之后，若是線路連接成功，則可判定故障為瞬時(shí)故障，若是連接失敗，則證明故障為永久性故障，該方式對(duì)繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)就是能夠有效地判別是分支線路還是用戶線路出現(xiàn)故障，從而減少變電站的斷路器斷開后出現(xiàn)大范圍停電的狀況，能夠有效地分三級(jí)極差進(jìn)行繼電保護(hù)。

3 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系

（1）繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要性。隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的加快，電已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹匾糠?，所以在?shí)際的工作中一定要保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是在對(duì)電力系統(tǒng)和相應(yīng)的電力設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，尤其是出現(xiàn)局部故障時(shí)如果不及時(shí)采取相應(yīng)的措施就會(huì)導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大，對(duì)人們正常的生產(chǎn)生活產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。而繼電器可以針對(duì)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自動(dòng)化的診斷和處理，對(duì)一次電力設(shè)備采取相應(yīng)的保護(hù)措施。在電力運(yùn)行系統(tǒng)安裝相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備不僅是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，同時(shí)也是相關(guān)文件中所明確規(guī)定的:電力設(shè)備不能夠在缺少繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。

（2）繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的影響。電力系統(tǒng)信息控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能的有效控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效控制和調(diào)整，進(jìn)而滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中的用電需求。繼電器可以運(yùn)用信息調(diào)控系統(tǒng)為電力系統(tǒng)中的電力調(diào)度、通信等操作的實(shí)現(xiàn)提供基本的保障，這對(duì)于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造具有重要意義。

（3）電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造對(duì)繼電保護(hù)的要求。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造對(duì)繼電保護(hù)主要有三點(diǎn)要求:安全性、靈敏性、選擇性。其中，安全性是最本質(zhì)的要求，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的自動(dòng)化改造的主要目的是為了和用戶的要求相適應(yīng)，提高電能質(zhì)量，所以繼電保護(hù)的安全性是必要的。其次，就是對(duì)靈敏性的要求，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造要求繼電器在其可控制的范圍內(nèi)具有一定的靈敏系數(shù)，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障能夠及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。最后，就是對(duì)選擇性的要求，這主要指的是發(fā)生電路故障時(shí)能夠準(zhǔn)確選擇要切除的電路進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的全部保護(hù)。

（4）線路接地保護(hù)。系統(tǒng)線路極其復(fù)雜，接地方式差異較大。主要可分為大電流與小電流兩種不同的類型。針對(duì)前種接地方式，處理故障的方式是切斷電源，后者則是根據(jù)繼電裝置所發(fā)出的警報(bào)信號(hào)加以判斷，在系統(tǒng)能夠運(yùn)行的有限時(shí)間內(nèi)盡快進(jìn)行處理。當(dāng)電流接地系統(tǒng)單相接地時(shí)可將線路看作A相接地，接地點(diǎn)流經(jīng)B、C相電容及零序電流，相關(guān)人員在分析后A相處于無壓狀態(tài)，故障電流壓降為UR0根據(jù)B相電壓可得出此種狀態(tài)下的小電阻電壓極小，可直接忽略。三相電壓的線電壓值呈對(duì)稱狀態(tài)，大于相電壓值，約為后者的倍。在具體計(jì)算的過程中可選擇對(duì)稱分量法，并且可推斷各相電流方向相同。因此在故障時(shí)A相接地，進(jìn)而使得線路和接地兩種類型的故障同步跳閘。應(yīng)結(jié)合接地故障的類型選擇相適應(yīng)的保護(hù)措施，主要包括以下幾項(xiàng)要點(diǎn)：①零序功率，接地故障發(fā)生時(shí)功率方向會(huì)產(chǎn)生變化，電流較為平穩(wěn)，波動(dòng)不會(huì)過于劇烈，這樣不僅能預(yù)測(cè)故障，并且可保護(hù)系統(tǒng)。②零序電流，其在系統(tǒng)線路故障時(shí)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)急劇增加，這時(shí)繼電保護(hù)能夠及時(shí)切斷電源。

3 結(jié)語

在自動(dòng)化的電力系統(tǒng)改造中，繼電保護(hù)具有十分重要的作用，它可以針對(duì)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自動(dòng)化的診斷和處理，對(duì)一次電力設(shè)備采取相應(yīng)的保護(hù)措施，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。在實(shí)際的工作中一定要充分考慮到電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，采取合適的繼電保護(hù)設(shè)備，從而為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障，進(jìn)一步推進(jìn)電力行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。