解析電力系統(tǒng)中的繼電保護自動化技術

張冉

摘? 要：該文首先簡單介紹了繼電保護設備的基本特征，然后對繼電保護的相關內容進行了詳細分析，同時也總結出了電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的基本原理、繼電保護自動化的優(yōu)勢及其重要作用，最后深入探討了電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術應用的幾個重點領域，并且總結歸納出了繼電保護自動化技術的應用方式及其技術要點，以供參考。

關鍵詞：電力系統(tǒng)? 繼電保護? 自動化技術

中圖分類號：TM76 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0040-02

當電力網出現(xiàn)故障時，電網單位就會采用自動化的繼電保護裝置對線路設備進行維修保護，自動切斷損壞的線路，從而有效地避免故障的蔓延。其針對故障的反應迅速，能夠在短時間對故障做出反應。繼電保護自動化技術對維護電力系統(tǒng)的安全性有著重大的意義。因此繼電保護自動化技術也在不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新、不斷進步，從而更好地維護電網的安全。

1? 繼電保護設備的特征分析

機器永久了總會出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)的運行也不能除外。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障是由于短路或者電路超載的話，電力系統(tǒng)中的繼電保護自動化技術的幾個保護設備就可以迅速地發(fā)布跳閘的指令，迅速地保障人們的用電安全[1]。使用繼電保護自動化技術的主要目的就是盡可能少地縮短故障的范圍，或者直接將故障線路斷開在主要線路之上。由于繼電保護自動化技術的存在，大大降低了電力系統(tǒng)的故障幾率，所以繼電保護自動化技術很少應用在解決故障問題上。一般情況都是拒動或者誤動。拒動是指電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時不能夠及時地修復或者報警，也沒有將故障和正常線路分隔開來，既不能及時地起到保護電力系統(tǒng)的作用。誤動是指正常情況下，電力系統(tǒng)并沒有出現(xiàn)故障問題，而繼電保護自動化技術卻出現(xiàn)了報警和電路切斷等保護措施[2]。這些拒動和誤動都不能夠出現(xiàn)在電力保護系統(tǒng)之中。因此，就要對繼電保護自動化技術進行不斷的創(chuàng)新。新型的繼電保護自動化技術一般來說都具有在線遠程監(jiān)控的功能，因此現(xiàn)如今的自動化技術不僅僅涉及到繼電保護裝置中，也涉及到遠程監(jiān)控之中來。

2? 繼電保護裝置的自動化技術概述

2.1 基本原理

繼電保護裝置的自動化就是指當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，裝置根據電力系統(tǒng)的電壓和電流的異常狀況進行自動化控制，自動切斷故障系統(tǒng)，保護異常的供電系統(tǒng)。這就是繼電保護自動化的基本原理。

2.2 技術優(yōu)勢

隨著科學技術的不斷發(fā)展，科學技術水平的不斷提高，繼電保護自動化不斷發(fā)展，甚至還可以利用現(xiàn)如今的衛(wèi)星和網絡應用等技術[3]。該技術可以分析遠程的電力網絡運行情況，使技術人員能夠更簡單、更加方便地操控整個裝置，繼電保護自動化技術能夠自動地分析和對比出相關參數(shù)，從而有效地保護電力系統(tǒng)的安全。尤其是當該技術與網絡技術結合之后，在處理電力系統(tǒng)的一些復雜性問題能夠更加得心應手，大大地縮短了維護所用的時間，從而降低維修成本。

2.3 繼電保護的作用

繼電保護自動化技術主要運用在監(jiān)視電路正常運和發(fā)出警報信息。繼電保護自動化技術通過對電路設計進行監(jiān)視，將其收集到的技術反饋到控制中心，確保電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當發(fā)現(xiàn)電路系統(tǒng)故障時，該系統(tǒng)及時發(fā)出警告信息，迅速地將故障電路進行切斷，確保電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。記錄好收集到的數(shù)據信息，從而保障電路系統(tǒng)的安全。

3? 電力系統(tǒng)繼電保護自動化技術的應用

3.1 接地保護

不同的電力系統(tǒng)有著不同的接地方式，電力系統(tǒng)的接地方式主要有小電流接地和大電流接地。小電流接地主要功能就是發(fā)送信號，當電力系統(tǒng)的母線發(fā)生故障時，由于小電流接地的保護作用，系統(tǒng)在短時間內不會中斷對電力的供給，仍會保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大電流接地主要是指一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會立即切斷電源，從而起到保護電力系統(tǒng)的作用。通過對小電流的接地方式進行分析。（1）當電力系統(tǒng)接觸到的電壓為零時，由于電力系統(tǒng)在正常運行時不存在零電壓的情況，并與其他的3種正常電壓會形成與之相適應的對稱關系，不同的電壓會顯示出不同的線路電壓。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)就會出現(xiàn)零序電壓，一旦出現(xiàn)零序電壓，繼電保護自動化技術就會發(fā)出警告。因此電力工作人員可以通過電壓表的讀數(shù)來判斷是否出現(xiàn)了電力系統(tǒng)故障。電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，電壓系統(tǒng)就會出現(xiàn)明顯的下降。（2）零序電流。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后零序電流就會出現(xiàn)異常，進而不斷地升高。而繼電保護系統(tǒng)就能夠很好地檢測出零序電流的變化，及時切斷電源故障，進而保護電力系統(tǒng)不受傷害。（3）零序功率。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)出了電力故障，可能會出現(xiàn)零序電流波動較少的情況，但是零功率會及時的做出相應的改變，從而促使繼電保護自動化技術及時對異常情況做出反應進而保護好電力系統(tǒng)。

3.2 變壓器繼電保護自動化技術

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也離不開變壓器的保護作用，維護著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。繼電保護系統(tǒng)會對其接地情況、氣體、短路進行監(jiān)控。系統(tǒng)在監(jiān)護接地情況時，對變壓器進行直接接地保護。系統(tǒng)控制通過變壓器的電流，促使電壓變成零序電流。系統(tǒng)確保好變壓器兩側電流是零序電流，確保好不接地的變壓器是零序電壓，以確保好電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。系統(tǒng)在進行氣體監(jiān)控時，通過對變壓器在油箱中產生的氣體進行檢測，確保變壓器的平穩(wěn)運行。其作用機制是一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障由于電弧放電就會將油和絕緣材料進行分解，就會產生有害氣體。如果繼電保護自動化系統(tǒng)一旦檢測到有害氣體，就會切斷電源，進而保護好電壓器，并且發(fā)出相應的警告，切斷故障線路，及時保護電力系統(tǒng)。系統(tǒng)如果檢測到線路出現(xiàn)了短路變壓器就會阻擋對其通過的電流。系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)有電流通過就會對其進行跳閘進而切斷電源，以保護好變壓器的安全進而確保好電力系統(tǒng)的安全，保障電力系統(tǒng)的正常運行。

3.3 電機自動化保護

發(fā)電機也是確保電力系統(tǒng)安全的一個重要設備。只有完善好對發(fā)電機的保護才能確保好網絡供電系統(tǒng)的安全性。要想保護好電力系統(tǒng)的安全，發(fā)電器就應該是其需要重點保護的對象。系統(tǒng)確保好發(fā)電機的相位、電流、中性點的穩(wěn)定性，從而確保對發(fā)電機的保護作用。系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)短路的情況，發(fā)電機的溫度就會出現(xiàn)異常，系統(tǒng)通過對發(fā)電機溫度的監(jiān)視進而確保好電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)對出現(xiàn)異常的溫度會及時做出反應，立即跳閘切斷電源，阻止了故障線路的蔓延，進而阻斷了短路對發(fā)電機的損壞，從而維護電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.4 網絡母線保護

繼電保護中對母線的保護主要包括差動保護和相位保護。系統(tǒng)通過檢測電流互感器之間的變化和特點是否一致來進行差動保護。系統(tǒng)在進行相位保護時通過對比相位方式之間的差異性進而實現(xiàn)系統(tǒng)對母線的保護。

4? 結語

電力系統(tǒng)中的繼電保護自動化在進行實際化應用時主要是對運行的參數(shù)進行自動化監(jiān)測，將參數(shù)進行比對，進而確保好繼電保護系統(tǒng)的安全性、促進好電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。該系統(tǒng)還可以將其監(jiān)測到的數(shù)據進行匯總，對于意外出現(xiàn)的故障能夠運用之前的數(shù)據進行分析處理，從而確保好電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。因此，繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行上具有至關重要的保護作用。

參考文獻

[1] 王澤睿.淺論繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用[J].通訊世界，2017（7）：134-135.

[2] 尤利民.電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的應用研究[J].低碳世界，2017（6）：57-58.

[3] 趙峻嶺，彭宗旭，周攀.繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用探討[J].電工技術，2018，470（8）：61-63.