分析電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用

趙麗娜 劉彥 錢秋實

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求越來越高，電力系統(tǒng)直接影響著我國的經(jīng)濟和社會穩(wěn)定。在目前的電力系統(tǒng)保護裝置中，繼電保護是非常重要的，繼電保護裝置的穩(wěn)定性和可靠性直接決定著電力系統(tǒng)的可靠性。因此，對電力系統(tǒng)繼電保護自動化的研究十分重要。本文就針對電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用進行了分析。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護；自動化技術(shù)；應(yīng)用

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷革新的背景下，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動化技術(shù)的發(fā)展，使得繼電保護自動化技術(shù)獲得了一定的發(fā)展機遇，形成以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)以及通信技術(shù)為核心的自動化技術(shù)，同時就目前來看，將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制、智能技術(shù)形成一體化，是繼電保護自動化技術(shù)未來發(fā)展的主要形式之一。在國民經(jīng)濟建設(shè)越來越繁榮的背景下，社會對電力資源的需求逐漸提升，快速增加的電力系統(tǒng)運行負荷，使得繼電保護自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性以及安全性起到重要的保障作用，尤其是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)事故的時候，繼電保護自動化技術(shù)能夠及時給予有效的隔離保護，使得電力系統(tǒng)其它部件能夠獲得正常運行，有利于電力系統(tǒng)降低故障損傷。

1繼電保護自動化技術(shù)的原理

電力系統(tǒng)是否安全、穩(wěn)定直接關(guān)系著供電質(zhì)量。所以，應(yīng)采取有效的措施來避免電力故障的發(fā)生，主要可從管理、技術(shù)兩個方面來進行。繼電保護自動化技術(shù)是在原有繼電保護的基礎(chǔ)上，利用告警、跳閘等對電力故障進行隔離或切除，進而起到保護電力系統(tǒng)的作用。隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，該技術(shù)也逐漸成熟。在監(jiān)控模塊中，收集了保護目標(biāo)運行的相關(guān)信息，可了解電力系統(tǒng)的運行情況，進而為決策的制訂提供全面的資料，還能對繼電裝置的功能參數(shù)進行隨時調(diào)整、修正，確保繼電裝置對各種電路故障進行處理。

2電力系統(tǒng)自動化繼電保護系統(tǒng)的作用

在電力系統(tǒng)中，開始廣泛運用到繼電保護自動化技術(shù)。由于電力系統(tǒng)趨于大規(guī)模，跨度面積廣，經(jīng)常呈現(xiàn)在自然環(huán)境中。電力系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行，大量的電力設(shè)施極易發(fā)生故障，若不能及時進行處理，設(shè)備故障有可能會引發(fā)更嚴(yán)重的后果，使線路中的諸多設(shè)備被燒壞，導(dǎo)致電力企業(yè)承受極大的經(jīng)濟損失，進而難以正常供電。然而在電力設(shè)備發(fā)生故障時，自動化繼電保護技術(shù)可以快速對故障處進行切除，保電力系統(tǒng)無故障部分可以連續(xù)性運作，從而使停電的范圍得到及時縮小，同時發(fā)出預(yù)警，讓維修技術(shù)人員可以及時發(fā)現(xiàn)故障處，分析故障原因，從而加強維修。此外，自動繼電保護技術(shù)起到監(jiān)控作用，還可以對電力設(shè)備的多項參數(shù)進行自動化收集，分析電力設(shè)備運行情況，為維護技術(shù)人員提供強有力的參考。當(dāng)電力元件發(fā)生故障，自動化繼電保護技術(shù)還可以結(jié)合告警邏輯準(zhǔn)確反應(yīng)，通過跳閘來消除線路膨脹。

3電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1變壓器

變壓器可以有效對電力系統(tǒng)運行流程進行優(yōu)化，加強運行的穩(wěn)定程度，同時作為電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)核心構(gòu)成部分，變壓器可以良好的避免系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)備運行故障，確保系統(tǒng)始終處在良好運轉(zhuǎn)的狀態(tài)之下。變壓器中最為常見的故障之一就是短路故障，電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)短路故障導(dǎo)致變壓器立刻停止運行，直接對電力網(wǎng)絡(luò)正常供電產(chǎn)生了影響。所以實際安裝流程中，技術(shù)工作人員要積極主動轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的落后的工作理念，始終堅持實事求是的工作原則，通過繼電保護裝置的安裝防止變壓器產(chǎn)生短路故障，利用過電流保護的措施管理過電流器件，對過電流時間進行限制，達到自動切斷電源的作用，發(fā)揮出保護的效果，同時將抗阻器運作當(dāng)做前提基礎(chǔ)，良好的縮短過電流的時間，從而讓器件自動化跳閘實現(xiàn)保護變壓器的最終目的。而且，變壓器的運行風(fēng)險較高，如果油箱出現(xiàn)故障能夠自主快速的將絕緣材料、油料等物質(zhì)進行分解，同時變壓器運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的大量電弧導(dǎo)致變壓器釋放出污染性的氣體，給周圍居民生命帶來嚴(yán)重威脅。從而可以了解到，繼電保護自動化技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中重視瓦斯氣體保護應(yīng)用相對因保護手段，如果變壓器產(chǎn)生故障，瓦斯保護裝置會立即進行預(yù)警。變壓器接地時適當(dāng)?shù)倪x用零序電流保護的措施，重點維護接地兩側(cè)的設(shè)置，面對缺乏接地設(shè)置的變壓器能夠選用零序電壓保護技術(shù)。

3.2母線保護方面的應(yīng)用

為了進一步加強電力系統(tǒng)當(dāng)中使用母線的安全可靠性，一定要關(guān)注繼電保護自動化技術(shù)的高效應(yīng)用。詳細表現(xiàn)于以下兩個方面：①可以對目前實現(xiàn)相位對比保護措施，綜合系統(tǒng)運行當(dāng)中的相位，綜合對母線工作性能進行評估，嚴(yán)格實現(xiàn)對電路的控制，保證系統(tǒng)故障出現(xiàn)時，及時切斷電路；②可以對母線實現(xiàn)差動保護，將性能良好的電流互感器設(shè)置在母線元件上，檢查其中是否出現(xiàn)差動，如果存在過大的差動，那么繼電保護裝置將會及時將電路切斷，實現(xiàn)有效保護母線的最終目標(biāo)。

3.3在接地保護中的應(yīng)用

接地保護過程中利用繼電保護自動化技術(shù)，設(shè)計工作人員要嚴(yán)格按照接地方式的不一采用不一樣的保護方式，一般情況之下有下面兩種選擇：①針對較為輕微的小型故障，系統(tǒng)會及時的預(yù)警，之后有關(guān)的檢修工作人員檢修故障，保證系統(tǒng)可以穩(wěn)定良好運行。這樣的保護方法主要是適合應(yīng)用到具有小電流的電路，所以也叫做小電流接地保護；②針對電流比較大的電路，出現(xiàn)故障系統(tǒng)能立即切斷電路保證電路的安全性，防止產(chǎn)生安全事故，這種保護叫做大電流接地保護方式。

3.4發(fā)電機組保護

發(fā)電機組中應(yīng)用的保護方式可以分為下面兩種：①重點保護，重點保護即把發(fā)電機內(nèi)部的定子繞組安裝于對應(yīng)的保護裝置上，如果定子繞組匝間產(chǎn)生短路亦或者是其他的故障，這個時候?qū)颖Ｗo裝置，對發(fā)電機當(dāng)中的單相接地電流發(fā)揮出約束作用，保證其處在規(guī)定值的范圍內(nèi)。而且，受到保護裝置的影響，對發(fā)電機的縱聯(lián)差動也可以發(fā)揮出保護的作用。保護原理即發(fā)電機中性點內(nèi)有效融合電流，同時將相位的高度適當(dāng)?shù)倪M行調(diào)整，從而做好發(fā)電機的保護工作。②備用保護，電力系統(tǒng)運行過程中，一旦出現(xiàn)低負荷的情況，極有可能造成發(fā)電機出現(xiàn)絕緣擊穿的現(xiàn)象。如此一來，繼電保護自動化將會將電源自動切斷，同時發(fā)出警報信息。

4繼電保護自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

繼電保護自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面：①智能化，近年來，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護自動化中得到非常廣泛的應(yīng)用，例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，通過將這些人工智能技術(shù)應(yīng)用在繼電保護自動化系統(tǒng)中，能夠保證繼電保護自動化系統(tǒng)正確判別故障，并具有智能化解決復(fù)雜問題的能力，進而實現(xiàn)繼電保護的智能化；②網(wǎng)絡(luò)化，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國家經(jīng)濟建設(shè)以及能源發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，通過將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用在電力繼電保護系統(tǒng)中，利用計算機網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒅饕O(shè)備的繼電保護裝置連接在一起，創(chuàng)建繼電保護裝置網(wǎng)絡(luò)，能夠顯著的提高繼電保護的可靠性，因此電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的一種必然趨勢；③計算機化，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，自動化芯片控制的電路保護硬件已經(jīng)從16位CPU結(jié)構(gòu)發(fā)展為32位CPU微機保護結(jié)構(gòu)，顯著的提高了繼電保護的性能以及響應(yīng)速度，繼電保護自動化系統(tǒng)的計算機化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。

結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對于保障人們的正常生活和確保社會穩(wěn)定發(fā)展起著非常重要的作用。電力系統(tǒng)實際運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成了不良影響，繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用可以有效的解決這一問題，對此，電力企業(yè)應(yīng)該充分重視繼電器保護自動技術(shù)的研究，并對該技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進行探究，以保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

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（作者單位：大連科技學(xué)院）