淺談電力系統中電氣主設備的繼電保護技術

摘 要：現在的電氣主設備的繼電保護原理以及方法都不夠完善，需要我們開發新的原理和方法。本文主要介紹了電力系統中電氣主設備的繼電保護技術。

關鍵詞：電力系統；電氣主設備；繼電保護技術

一、引言

在現代化電力系統中，大型的電力主設備是整個系統最為重要的部分，它的特點一般表現為結構復雜，造價昂貴。一旦發生故障，其短路電流往往會造成非常嚴重的經濟損失，這就對其繼電保護提出了更高的要求。相關文獻指出，主設備針對故障的保護動作的正確率相對于傳輸線保護是比較低的，尤其是常見的額變壓器故障，正確率僅在80%左右徘徊。

迄今為止，國內外也沒有一套完善的保護方案針對于大機組的保護，目前所使用的方法就是針對于已有繼電保護原理以及方法的簡單綜合，但是其對故障的具體識別能力低，為電力系統的運行安全帶來了非常大的隱患，因此對于新的保護原理以及保護手段的開發是非常重要的。

二、電器主設備的繼電保護

行波保護原理由于其原理清楚、動作靈敏，并且其所需的通信通道較短，所以基于此原理的主設備的繼電保護裝置優勢十分明顯。

1、差動保護與勵磁涌流

電力主設備的主保護比較常見的是基于工頻量的差動保護，大量的應用實踐也證明了該方案的可行性。但是工頻的差動主保護并不能夠對所有故障進行動作，例如對于變壓器繞組匝間短路以及發電機定子匝間短路類故障時，雖然在其內部產生的環流較大，但是對于終端表現的電流變化非常小，主保護難以進行動作， 這對于機組工作來說，這是非常大的安全隱患。

電氣機電保護中主要有常規兩折線和三折線比率差動、采樣值差動以及標 積制動式的差動等幾種類型。而對于勵磁涌流而言，目前電氣工程中所用到的勵磁涌流判別原理，主要是從涌流的波形和短路電流的波形上來判斷的，因為其具有不同的特征，所有可以區分出勵磁涌流和短路情況。實踐中當不同的涌流判別原理同時具有故障合閘時，總是會表現出繼電保護動作延時或者動作用時離散度 比較大等缺點。

2、TA飽和

在電氣主設備繼電保護過程中TA飽和已經成為了一個非常棘手的難題。由于電氣主設備的容量較大，因此，故障電流的非周期性分量衰減的時間常數就會增大，差動保護不同側的TA傳變就會在一段時間內不一致甚至飽和。例如對于一些大型機械的變壓器，其每一側的TA性質不完全一致，是非常容易發生TA飽和的，從而造成區外故障時的差動保護誤動。

三、電氣主設備繼電保護技術分析

1、網絡化技術

網絡化使得電力企業的工作效率得以提高，對于提高電力企業的經濟效益是非常重要的。在電力系統中，計算機對電氣主設備繼電保護裝置進行管理，一般有相應的電氣主設備的保護系統。例如：主設備保護網絡監控系統的建立，要求主設備保護能夠有通訊功能，通過監控系統對主設備繼電保護裝置的數據處理分析、電流定值整定以及繼電器保護動作進行管理。電氣主設備繼電保護的網絡化管理下，能夠對主設備繼電保護裝置的實時運行情況進行了解，對問題的響應時間大大縮短，保證了主設備保護裝置的正常運行。

2、故障分析技術

在電氣主設備繼電保護裝置中全面應用故障分析技術是未來的發展趨勢。使用了故障分析技術的繼電保護裝置就會相應的具備故障錄波功能。該功能下，故障的整個過程都會由繼電保護裝置準確的記錄下來，同時，繼電器反應的保護動作也會被記錄。這些記錄信息將會被發送到網絡監控系統上，網絡監控系統會對信息進行分析記錄，從而找出故障發生的原因，并判斷繼電保護裝置的動作的準確與否。

3、自適應技術

所謂自適應技術，就是使電氣繼電保護裝置能夠充分的適應電力系統的變化，這使得社設備的繼電保護功能更加穩定。電氣主設備繼電保護裝置中應用自適應的應用需要通信技術和信息技術的配合。所以電氣主設備繼電保護裝置在未來的發展中自適應技術的普及是趨勢。

4、智能化與數字化技術

智能化和數字化的實現能夠幫助提高電氣主設備繼電保護能力，從而更好的保證整個電力系統的穩定運行。比如，神經網絡、遺傳算法等智能化技術，能夠充分發揮主設備繼電保護裝置的性能。一旦主設備繼電保護裝置出現異常，神經網絡技術能夠準確的確定故障類型、故障原因，以及故障產生的位置，大大節約了工作人員的故障排查時間，從而更加保證了主設備繼電保護裝置的可靠運行。所以繼電保護裝置的智能化和數字化的實現也是繼電器保護裝置發展的主要趨勢之一。

但是經濟性原則往往成為了限制繼電器保護設備發展的瓶頸，因此繼電器保護設備的智能化發展還是任重而路遠的。

四、結語

在繼電保護技術發展的過程中，故障信息的識別、處理和應用是其發展的重要基礎。首先通過數學工具的應用來精確提取暫態行波波形、接下來是對數據的分析處理。對于電力系統來說電氣主設備繼電保護技術是非常重要的，并且隨著經濟的發展以及科學技術的進步和新材料的開發等，電氣主設備繼電保護一定會引入更多先進的技術。從而保證整個系統的快速性、靈活性、可靠性以及穩定性。

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