電氣系統(tǒng)中的自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)

李海

摘 要：目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)涉及的方面比較多，可以說(shuō)在整個(gè)電力生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用等環(huán)節(jié)中都有自動(dòng)化技術(shù)的滲透。繼電保護(hù)裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中占有重要的地位，尤其是在繼電保護(hù)安全技術(shù)日漸成熟的基礎(chǔ)上，其應(yīng)用的空間也越來(lái)越廣泛，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了突發(fā)情況斷電處理到提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，再到如今的智能化管理，繼電保護(hù)安全技術(shù)可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)了快速的提升，安全性也越來(lái)越高。但是，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，在繼電保護(hù)安全技術(shù)的應(yīng)用方面還存在一些不足，這也是電力技術(shù)人員需要不斷研究的方面。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng);自動(dòng)化;繼電保護(hù)技術(shù)

引言

隨著居民生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)電力的需求量也日益提升。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是用于保持電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的技術(shù)，提高繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平有著非常重要的意義。因此，針對(duì)應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的意義進(jìn)行剖析，結(jié)合繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，通過(guò)研究相應(yīng)的應(yīng)用策略，以提高人們對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)知，加快行業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

1電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系

（1）技術(shù)支持。電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平正在不斷提高，這就對(duì)繼電保護(hù)的性能和功能有了新的技術(shù)要求，此外電力系統(tǒng)不完整數(shù)據(jù)的處理同樣缺少技術(shù)支持。（2）繼電保護(hù)效用的發(fā)揮。電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展而變得更加復(fù)雜，這就致使電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中逐漸受到了更多的干擾。在這種形勢(shì)下，逐漸彰顯了繼電保護(hù)的重要性。（3）電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。隨著電力系統(tǒng)的不斷升級(jí)和改進(jìn)，繼電保護(hù)也需要不斷加強(qiáng)，以確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，能夠使自動(dòng)化水平不斷得到提高。（4）電力系統(tǒng)的干擾因素。電力系統(tǒng)如果發(fā)生問(wèn)題，需要第一時(shí)間將各信息進(jìn)行收集，并且進(jìn)行高效的處理，這就要求電力自動(dòng)化系統(tǒng)能和繼電保護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合。

2繼電保護(hù)的技術(shù)分析

2.1母線繼電保護(hù)

母線繼電保護(hù)技術(shù)作為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中常會(huì)應(yīng)用到的一種繼電保護(hù)安全技術(shù)，其常采用的保護(hù)手段為兩種：（1）相位保護(hù);（2）差動(dòng)保護(hù)。從相位保護(hù)措施實(shí)施的角度來(lái)看，其需要對(duì)母線的運(yùn)行狀態(tài)及各項(xiàng)性能屬性進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，同時(shí)在構(gòu)建差動(dòng)保護(hù)機(jī)制時(shí)，還需要提前在母線元件中選用適當(dāng)型號(hào)的電流互感器裝置，經(jīng)過(guò)二次繞組將電流互感器與母線側(cè)端子進(jìn)行連接，并在差動(dòng)部位進(jìn)行安裝。因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)母線會(huì)處于不同的工作環(huán)境之中，所以選擇的繼電保護(hù)措施也會(huì)存在一定的差異，需要工作人員結(jié)合具體情況來(lái)進(jìn)行選擇。

2.2在變壓器運(yùn)行中的應(yīng)用

通過(guò)將繼電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到變壓器使用過(guò)程，可以有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低設(shè)備故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。技術(shù)人員需要提前采集變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)此類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，根據(jù)數(shù)據(jù)論證結(jié)果確定保護(hù)裝置的性能強(qiáng)化方向，篩選適合變壓器設(shè)備保護(hù)的保護(hù)裝置類型。技術(shù)人員需要重視變壓器本身的絕緣性，選擇不會(huì)影響變壓器絕緣性的保護(hù)設(shè)備，以延長(zhǎng)變壓器設(shè)備的使用壽命。

2.3熔斷器保護(hù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，如果某處的電流過(guò)于集中，當(dāng)電流持續(xù)增大而無(wú)法緩解時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫而熔斷某些線路，燒毀某些電子元件，針對(duì)這種情況可實(shí)行熔斷器保護(hù)。這是一種短路保護(hù)體系，當(dāng)電源端電流不斷增大造成線路發(fā)熱時(shí)，熔斷器因自身發(fā)熱而達(dá)到熔斷臨界點(diǎn)會(huì)自動(dòng)切斷電源，與之相關(guān)的故障關(guān)聯(lián)處也能被隨同處理?？紤]熔點(diǎn)溫度與保護(hù)啟動(dòng)的時(shí)間關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要根據(jù)需求適當(dāng)調(diào)整，而且熔斷器是一次性保護(hù)組件，需要消除兩項(xiàng)熔斷器同時(shí)跌落的隱患，在系統(tǒng)中合理設(shè)置三聯(lián)熔斷器，確保保護(hù)系統(tǒng)的同時(shí)形成鎖死機(jī)構(gòu)回收。

2.4繼電保護(hù)需與電力系統(tǒng)自動(dòng)化相結(jié)合

由于電力系統(tǒng)運(yùn)行受到大量干擾，使電氣設(shè)備和輸配電線路發(fā)生故障的概率增加，進(jìn)而體現(xiàn)了繼電保護(hù)的重要性。但繼電保護(hù)的作用真正發(fā)揮，需要結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)，這樣可以增強(qiáng)功能和性能，只有這樣才能更好地處理電力系統(tǒng)操作的各種缺點(diǎn)，可以使電力系統(tǒng)更安全可靠的操作。因此，要使繼電保護(hù)的效果最大化，就需要與電力系統(tǒng)的自動(dòng)化相適應(yīng)。如①變壓器備份保護(hù)?？捎糜谧儔浩骱髠浔Ｗo(hù)的分布式保護(hù)，為了體現(xiàn)繼電保護(hù)的局部控制和直接取樣、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和電壓等級(jí)等，如果能在GIS匯豐柜中安裝控制測(cè)量智能單元，并在智能保護(hù)裝置中應(yīng)用，可以有效提高繼電保護(hù)的有效性。（2）變壓器差動(dòng)保護(hù)。在GOOSE網(wǎng)絡(luò)的作用下，可以使故障、變壓器保護(hù)跳線等故障信息傳輸，同時(shí)向兩側(cè)的子單元發(fā)送數(shù)據(jù)以引起注意，故障保護(hù)跳線接收后，即可實(shí)現(xiàn)傳輸命令。③備用電源。110kV智能變電站繼電保護(hù)備用電源可實(shí)現(xiàn)多模光纖通道和IEC61850-9-2采樣值傳輸協(xié)議。上述兩種模式只是在實(shí)施層面上有所不同。另外，從工作屬性的角度來(lái)看，電力系統(tǒng)的維護(hù)工作有著很大的風(fēng)險(xiǎn)因素，為了防止事故的發(fā)生，有必要完善繼電保護(hù)的安全管理體系。在繼電保護(hù)工作的實(shí)際過(guò)程中，由于相關(guān)人員操作不夠規(guī)范、操作設(shè)備缺乏安全因素等原因，這就需要相關(guān)管理人員加大力度，繼續(xù)推動(dòng)電氣保護(hù)工作規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，電力企業(yè)也可以編制說(shuō)明書(shū)，讓各崗位的工作人員在操作過(guò)程中都有證據(jù)可依靠。

2.5繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造的作用

電力系統(tǒng)在接受自動(dòng)化改造的過(guò)程中，必然會(huì)出現(xiàn)大量的信息保留和設(shè)備更新，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化在實(shí)際運(yùn)行中也必然會(huì)出現(xiàn)大量復(fù)雜的信息需要處理。并在此運(yùn)行改造的基礎(chǔ)上，保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行中能夠具有基本的合理性、可靠性和安全性，必須滿足我國(guó)社會(huì)發(fā)展和居民生活的實(shí)際需要。因此，結(jié)合對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，很難對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行有效的調(diào)控。這是一項(xiàng)高質(zhì)量、高要求的監(jiān)管措施。因此，電力企業(yè)應(yīng)尋求有效措施。例如，在電力系統(tǒng)的自動(dòng)改造和后續(xù)過(guò)程中，繼電保護(hù)一方面可以使電力系統(tǒng)獲得安全運(yùn)行，另一方面，由于其智能化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，它可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)及時(shí)收集電力設(shè)備產(chǎn)生的信息。此外，通過(guò)組合控制命令，可以分層次對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的信息進(jìn)行單獨(dú)處理，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)控制平臺(tái)在控制和選擇環(huán)節(jié)做出合理決策。這有利于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造。通過(guò)wbhh-801t20da-g裝置分析，該裝置能在變壓器故障后做出反應(yīng)，并能有效避免負(fù)載電流的干擾，對(duì)增量差動(dòng)保護(hù)表現(xiàn)出很強(qiáng)的靈敏度。即使出現(xiàn)一些嚴(yán)重故障，設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間也小于20ms。它是電力系統(tǒng)自動(dòng)改造中較為常見(jiàn)的保護(hù)裝置。

結(jié)語(yǔ)

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行中廣泛地使用了繼電保護(hù)器，既是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置在電網(wǎng)運(yùn)輸方面的發(fā)展速度較快，還因?yàn)槔^電保護(hù)安全技術(shù)具有強(qiáng)大的性能，這對(duì)于提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性有著重要的意義。電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要依賴?yán)^電保護(hù)，尤其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子科技、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的進(jìn)一步提升，繼電保護(hù)安全技術(shù)有了明顯的提升，并逐漸地朝著數(shù)字一體化的方向發(fā)展，這對(duì)于保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了保障。

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