分析變配電電氣系統(tǒng)的監(jiān)測與保護

張健

摘 要：為了能夠迅速且精準(zhǔn)地收集變配電電氣系中有關(guān)設(shè)施的運作狀況以及相關(guān)工作的整體開展品質(zhì)，并且為實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運作提供基礎(chǔ)性的保障，需對電氣系統(tǒng)當(dāng)中電壓、有功與無功功率等電氣設(shè)施的運作產(chǎn)生開展動態(tài)化的監(jiān)管，進而更好實現(xiàn)對電氣設(shè)施的全面防護。立足于此，本文將對變配電電氣系統(tǒng)之中電壓、電流等監(jiān)測工作展開整體闡述，并且對于其系統(tǒng)化的防護功能展開重點的解析，進而為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運作提供可參考建議。

關(guān)鍵詞：變配電;電氣系統(tǒng);監(jiān)測

在變配電電氣系統(tǒng)開展日常運作的進程中，有關(guān)的監(jiān)測系統(tǒng)以及防護裝置會有效對相關(guān)電氣設(shè)施的運作狀況展開動態(tài)化監(jiān)控，倘若在電網(wǎng)系統(tǒng)之中產(chǎn)生運作停滯情況，有關(guān)的管控系統(tǒng)將在第一時間做出相應(yīng)的停電管控舉措，將備用的發(fā)電機組妥善安置到應(yīng)急的供電狀態(tài)中，不是電網(wǎng)必須要時刻運作的電氣設(shè)施需要對進行停止供電操作，而當(dāng)整體電網(wǎng)系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀況之后，管控系統(tǒng)也會隨之重新恢復(fù)相關(guān)環(huán)節(jié)電氣設(shè)施的如期運作，進而有效實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)之中應(yīng)對突發(fā)狀況的動態(tài)化監(jiān)控以及電氣設(shè)施的深入防護。

1 變配電電氣系統(tǒng)監(jiān)測運作概述

1.1電壓與電流的監(jiān)測運作

在高、低壓側(cè)的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，需要對電氣系統(tǒng)之中的電壓以及電流的運作狀況借助實時化指標(biāo)數(shù)值反饋來實現(xiàn)深度的監(jiān)測。在六到十千伏的高壓線路當(dāng)中，電氣系統(tǒng)所運作的電壓以及電流的監(jiān)測方式，如下圖1所示。在相關(guān)的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中的低壓側(cè)，對整體電氣系統(tǒng)所開展的電壓以及電流的雙向監(jiān)測，其開展的實際的測量方式與高壓側(cè)所運用的監(jiān)測方式基本一致，最大的區(qū)別就在于所挑選與運用的電壓互感器的電壓等級有著不同。

1.2 系統(tǒng)功率的全面監(jiān)測

變配電電氣系統(tǒng)所運作的功率以及其功率相位差因數(shù)的監(jiān)測，是通過測量所獲取的電壓與電流的周相差，從而監(jiān)測獲取相關(guān)的功率相位差因數(shù)，在此運作的基礎(chǔ)上，可以借助相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化運算來獲取有功以及無功功率。此階段運作中會首先測量以及獲取電氣設(shè)施的功率相位差因數(shù)，在此的基礎(chǔ)上通過演算的方式來獲得相關(guān)的功率數(shù)據(jù)，這也是經(jīng)常所運用到的功率測量中的間接方式。在變配電電氣系統(tǒng)中，所獲取功率測量數(shù)據(jù)較為精準(zhǔn)的方式，通常是運用有源非線性器件所構(gòu)成的功率變送器開展相關(guān)的功率數(shù)據(jù)監(jiān)測，同時也可以運用數(shù)字化的測量模式，也就是開展電壓與電流等數(shù)據(jù)的高效化采樣，收集到的數(shù)據(jù)展開規(guī)范處理，進而有效實現(xiàn)功率數(shù)據(jù)的全面監(jiān)測。

1.3 變配電品質(zhì)的監(jiān)測

變配電品質(zhì)的監(jiān)測的核心目標(biāo)主要為電壓以及頻率。這當(dāng)中，電壓品質(zhì)基本所指的是電壓運作的偏移狀況、電壓多相平衡狀況以及其波動的趨勢等。針對于電壓的偏移監(jiān)測來說，電氣設(shè)施的型號標(biāo)識上都會標(biāo)明設(shè)施額定狀態(tài)的運作電壓，不過在電氣設(shè)施的實際運作當(dāng)中，因為電力系統(tǒng)中的負荷承載會產(chǎn)生改變以及用戶所運用的電氣設(shè)施負荷承載也會產(chǎn)生相關(guān)的改變等，從而讓電氣設(shè)施的端電壓始終存在著偏離額定數(shù)值的情況，電壓顯著低于額定的電壓數(shù)值往往產(chǎn)生在電力負荷承載峰值相對較高階段的線路末端，而當(dāng)電力系統(tǒng)中的電壓相對較高或者是較低的時候，電力系統(tǒng)下相關(guān)的監(jiān)測系統(tǒng)則會迅速發(fā)出預(yù)警提示，之后運用有針對性的系統(tǒng)壓力調(diào)整防護等舉措，對于電壓偏移狀況的深入調(diào)整。同時需要對電網(wǎng)高壓側(cè)增設(shè)相關(guān)的舉措，從而最終讓電網(wǎng)電壓可以伴隨著負荷的增進而科學(xué)提升，亦或者是伴隨著電網(wǎng)負荷的削減而進行有針對性的降低，對于較為關(guān)鍵的電氣負荷，可以在負荷端等適宜的區(qū)域置入穩(wěn)壓器裝置。

2 變配電電氣系統(tǒng)的防護

在電力系統(tǒng)當(dāng)中所包含的某些電氣設(shè)施，其運作過程中大概率會引發(fā)電力系統(tǒng)內(nèi)部電壓數(shù)值的極度變化，在相對較短的周期當(dāng)中電壓所產(chǎn)生的改變便是電壓波動。在交流電類型的電力系統(tǒng)之中，交流電的波形在日常狀況下應(yīng)該是正弦波，不過在電力系統(tǒng)的運作當(dāng)中，因為相關(guān)的晶體閘流管裝置以及多相電氣設(shè)施的存在，往往也會造成電力系統(tǒng)中存在著相對較大的高次諧波，電壓波形也會隨之轉(zhuǎn)變成為非正弦式的波形。電壓波形的非正常改變以及高次諧波情況對電氣設(shè)施的正常運作有著極大的負面性影響。特別是電氣設(shè)施往往對電壓波形的改變極為敏感，在電力系統(tǒng)當(dāng)中增加相關(guān)的濾波器可以有效實現(xiàn)高次諧波動態(tài)化監(jiān)測以及深入遏制。初期所運用的無源濾波器盡管可以實現(xiàn)高次諧波監(jiān)測以及相關(guān)電氣設(shè)施的防護功能，不過因為受限于其自身架構(gòu)原理的影響，也往往難以規(guī)避相關(guān)運作問題的產(chǎn)生。因為其往往只是對調(diào)諧點上的高次諧波有一定的遏制效果，不過與調(diào)諧點間隔距離較遠的遏制效果相對有限;而當(dāng)電力系統(tǒng)當(dāng)中的高次諧波電流持續(xù)提升時，大概率會引發(fā)濾波器的過高負荷以及電氣設(shè)施的損壞。所以，在電氣系統(tǒng)中的檢測與防護功能運作中，盡可能采取有源與無源濾波器搭配使用的放方式，來更好起到對電氣設(shè)施的防護。

對于變配電電氣系統(tǒng)中的防護功能經(jīng)常見到的電流防護、過載負荷防護、變壓器防護以及接地故障防護等，防護工作在開展運作過程中的防護信號核心是故障類信號，此類信號在變配電系統(tǒng)的二次回路規(guī)劃進程中，會有效借助信號電控制器件開展光字牌的接收，從而將其作為就地的指示信號，故障信號被傳輸?shù)叫畔⒔K端監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，系統(tǒng)就需要將故障信息開展動態(tài)化的展示，并且第一時間派發(fā)出相關(guān)的預(yù)警處理指令，進而有效實現(xiàn)相關(guān)電氣設(shè)施產(chǎn)生運作故障時的快速防護。如下圖2所示，為變配電電氣系統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)。

結(jié)束語：

綜上所述，變配電電氣系統(tǒng)所具備的電氣設(shè)施以及電網(wǎng)系統(tǒng)實時化運作狀況的監(jiān)測與防護功能，可以非常好地保障電網(wǎng)系統(tǒng)較長周期處于平穩(wěn)、安全、經(jīng)濟性的運作指標(biāo)狀態(tài)中，進而真正意義上起到全面提升電網(wǎng)系統(tǒng)運作的經(jīng)濟與社會效益的效果。

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