繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

閻國(guó)明

摘 要：隨著當(dāng)前國(guó)家建設(shè)逐漸深入，大眾用電需求日漸提升，在該種環(huán)境背景下強(qiáng)化發(fā)展電力系統(tǒng)成為了政府關(guān)注的焦點(diǎn)工作，尤其是現(xiàn)今電力系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷快速增加之下促使電力系統(tǒng)具備可靠性以及相應(yīng)的安全性就顯得至關(guān)重要，繼電保護(hù)自動(dòng)化（英文簡(jiǎn)稱RPAN）技術(shù)則能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)給予安全保障，更加能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后予以故障元件的及時(shí)隔離，確保其他部件有效正常運(yùn)行，最大化降低了電力系統(tǒng)方面故障損失。該文基于此就RPAN技術(shù)進(jìn)行著手分析，之后對(duì)RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)作用予以研究，最后探討RPAN技術(shù)具體應(yīng)用于電力系統(tǒng)，以期為后續(xù)關(guān)于RPAN技術(shù)方面研究提供理論上的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù) 電力系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（a）-0037-02

一般電力系統(tǒng)建立在系統(tǒng)母線以及配電和相應(yīng)的電氣設(shè)備等基礎(chǔ)上，這些構(gòu)成要素對(duì)于電力系統(tǒng)可靠性運(yùn)行有著至關(guān)重要的影響作用，但是在日常電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中，子系統(tǒng)常常會(huì)由于外部環(huán)境因素等出現(xiàn)故障，引發(fā)電力設(shè)備被大量破壞，尤其是對(duì)于電力系統(tǒng)相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量起到了較大的消極影響，因此控制子系統(tǒng)故障是當(dāng)前各個(gè)電力企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，而將RPAN技術(shù)應(yīng)用其中則能夠在0.1 s時(shí)間里快速將故障子系統(tǒng)線路切斷，將故障損失降到了最低。

1 初探RPAN技術(shù)

通常來講，電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中如果能夠保證較好的可靠性以及穩(wěn)定性，則其供電質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)提高，因而對(duì)于電力系統(tǒng)的保障不僅僅是集中在管理層面上，還應(yīng)該是關(guān)注技術(shù)層面，RPAN技術(shù)本質(zhì)上包含檢測(cè)系統(tǒng)能夠利用強(qiáng)制跳閘命令以及相應(yīng)的發(fā)警報(bào)等方式將故障予以快速隔離以及有效切除。尤其是在當(dāng)前電力工業(yè)快速發(fā)展環(huán)境背景下將RPAN技術(shù)添加其中并得以良好利用較為重要。RPAN技術(shù)中具體包含了五大單元，分別是取樣單元以及鑒別單元和相應(yīng)的處理單元、信號(hào)及執(zhí)行單元。其中取樣單元對(duì)電力系統(tǒng)中被保護(hù)相關(guān)線路予以有效取樣，之后鑒別單元進(jìn)行取樣線路信號(hào)鑒別，有中間以及時(shí)間和相應(yīng)的電流3種繼電器對(duì)鑒別信號(hào)進(jìn)行信息處理并進(jìn)入到信號(hào)單元，如果發(fā)現(xiàn)故障則執(zhí)行單元依據(jù)故障采取相應(yīng)操作行為[1]。可以說RPAN技術(shù)實(shí)際工作原理對(duì)于電力系統(tǒng)予以了實(shí)時(shí)調(diào)整修正并對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

2 探析RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)作用

在了解了RPAN技術(shù)之后探討其應(yīng)用于電力系統(tǒng)重要作用，主要是體現(xiàn)在以下3方面：其一是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠?qū)Ξ?dāng)前電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行予以實(shí)時(shí)性以及有效性監(jiān)控，尤其是能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中相關(guān)子系統(tǒng)以及設(shè)備中電流、電壓狀況進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)反應(yīng)，管理人員由此對(duì)電力設(shè)備是否運(yùn)行正常以及電力系統(tǒng)是否有效運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)合理判斷；其二是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠最大化給予電力系統(tǒng)保護(hù)，一般來講在以往電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生時(shí)一處線路損壞直接會(huì)促使其他線路斷開或者是燒毀，由一處蔓延至多處故障較常發(fā)生，針對(duì)該種狀況引入RPAN技術(shù)，當(dāng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)故障時(shí)能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障元件，并可以將相連故障元件的線路進(jìn)行切斷，該操作由電路器實(shí)際產(chǎn)生指令，指令行為集中在跳閘命令以及切斷命令，電力系統(tǒng)中故障元件一旦被及時(shí)隔開則其他子系統(tǒng)仍然能夠較好地運(yùn)行下去，更不會(huì)因此損毀，因此從該層面上講RPAN技術(shù)能夠最大化給予電力系統(tǒng)安全保護(hù)；其三是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)予以智能化控制，RPAN技術(shù)本質(zhì)上屬于智能技術(shù)一種，當(dāng)前社會(huì)發(fā)展以及科技創(chuàng)新較為快速，在該種環(huán)境之下電力工業(yè)也需要將高新技術(shù)融入其中，而智能化的RPAN技術(shù)完全是新時(shí)代的產(chǎn)物，將其應(yīng)用其中智能化保護(hù)操作對(duì)于以往電力保護(hù)中人力以及物力的大量耗費(fèi)也能夠予以較好回避，促使電力系統(tǒng)在智能技術(shù)保護(hù)下為大眾帶來優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)[2]。

3 探析電力系統(tǒng)具體RPAN技術(shù)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于保護(hù)母線

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)體現(xiàn)在保護(hù)母線方面，具體來講，對(duì)于母線予以的保護(hù)通常集中在差動(dòng)保護(hù)和相應(yīng)的相位保護(hù)兩方面，RPAN技術(shù)對(duì)母線相位保護(hù)是指利用對(duì)比相位進(jìn)而將母線有效性、可靠性大大提高，而差動(dòng)保護(hù)則是將電流相應(yīng)互感器于母線元件中予以設(shè)置，前提是設(shè)置其中的互感器需要是具備統(tǒng)一變化特點(diǎn)，在將二次繞組和相應(yīng)的母線側(cè)端子予以連接后將互感器安置于差動(dòng)區(qū)域，尤其是在大電流實(shí)際接地環(huán)節(jié)中，利用三相連接則能夠?qū)δ妇€起到較好保護(hù)作用，如果是小電流實(shí)際接地則母線保護(hù)需要是集中在相間短路并利用兩相連接，進(jìn)而對(duì)母線起到保護(hù)作用[3]。

3.2 應(yīng)用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)還體現(xiàn)在保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)方面，具體來講，電力系統(tǒng)較為關(guān)鍵部分集中在發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)如果穩(wěn)定以及安全運(yùn)行能夠直接影響到電力系統(tǒng)有效性，RPAN技術(shù)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)予以的保護(hù)則分為兩種：其一為重點(diǎn)性保護(hù)，發(fā)動(dòng)機(jī)最常見的故障則是定子組匝間短路，短路區(qū)域常常溫度較高，而其絕緣層也會(huì)由于高溫出現(xiàn)破損，最終對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生消極影響，而利用將保護(hù)匝間裝置安置于定子繞組則能夠避免定子組出現(xiàn)匝間實(shí)際短路狀況；此外電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行單相接地環(huán)節(jié)中如果流經(jīng)的電流大于規(guī)定值，同樣可以將保護(hù)接地裝置予以有效安裝，進(jìn)而繼電保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)相位以及電流和相應(yīng)的中性點(diǎn)予以結(jié)合則可以形成有效縱連發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)；其二為備用性保護(hù)，發(fā)動(dòng)機(jī)在較低負(fù)荷狀態(tài)下較容易出現(xiàn)絕緣擊穿狀況，而采取發(fā)動(dòng)機(jī)方面電壓保護(hù)則能夠?qū)⒃搯栴}予以良好回避；此外RPAN技術(shù)予以的電壓保護(hù)也能夠避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)破損短路現(xiàn)象，一旦在較低負(fù)荷狀態(tài)下出現(xiàn)定子繞組故障則RPAN技術(shù)切斷電源同時(shí)也會(huì)發(fā)出及時(shí)報(bào)警[4]。

3.3 應(yīng)用于保護(hù)變壓器

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)除了體現(xiàn)在上述兩方面之外，還體現(xiàn)在保護(hù)變壓器方面，具體來講，變壓器同樣也是當(dāng)前電力系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)成，而RPAN技術(shù)給予變壓器的實(shí)際保護(hù)則體現(xiàn)在兩方面：其一是短路方面良好保護(hù)，變壓器出現(xiàn)短路狀況較為常見，而保護(hù)其不受短路問題困擾則集中在對(duì)變壓器過電流以及相應(yīng)阻抗予以有效繼電保護(hù)，其中繼電保護(hù)阻抗依托于阻抗元件賦予其保護(hù)功能，阻抗元件一定時(shí)間段運(yùn)行過后會(huì)予以電源自動(dòng)切斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電力系統(tǒng)變壓器實(shí)際目的；而其中繼電保護(hù)過電流則是于變壓器兩側(cè)區(qū)域時(shí)間元件和電源中予以保護(hù)電流裝置實(shí)際安裝，電流元件和相應(yīng)的時(shí)間元件一定時(shí)間段運(yùn)行過后也會(huì)予以電源自動(dòng)切斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電力系統(tǒng)變壓器實(shí)際目的。其二是瓦斯方面良好保護(hù)，變壓器產(chǎn)生油箱破損后故障電弧促使油箱中的油和相應(yīng)的絕緣材質(zhì)不斷分解，在該種狀態(tài)下極易生成有害氣體，如果不對(duì)瓦斯進(jìn)行良好保護(hù)很容易引起重大經(jīng)濟(jì)以及人員損失，而依托RPAN技術(shù)保護(hù)瓦斯則能夠在油箱破損之后產(chǎn)生及時(shí)保護(hù)啟動(dòng)動(dòng)作，即切斷變壓器實(shí)際電源并發(fā)出警報(bào)，相關(guān)維護(hù)人員也會(huì)在警報(bào)信息發(fā)出之后快速對(duì)故障區(qū)域予以有效處理[5]。

3.4 應(yīng)用于線路保護(hù)

RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)還體現(xiàn)在線路保護(hù)方面，具體來講，從電力系統(tǒng)本質(zhì)上講其具備較為復(fù)雜錯(cuò)綜內(nèi)部線路構(gòu)造，線路可以說是整個(gè)電力系統(tǒng)能夠運(yùn)行的重要載體，無論是發(fā)動(dòng)機(jī)還是相應(yīng)的變壓器等沒有了線路連接即使其設(shè)備功能性再?gòu)?qiáng)也無法良好運(yùn)行，由此可見對(duì)于線路保護(hù)的重要性，而對(duì)于線路的實(shí)際保護(hù)主要是集中在線路實(shí)際接地環(huán)節(jié)中的良好保護(hù)，現(xiàn)今線路在實(shí)際接地環(huán)節(jié)中強(qiáng)化接地線路良好保護(hù)需要開展以下有效保護(hù)措施：其一是增加零序功率，一旦出現(xiàn)接地故障改變零序功率實(shí)際方向，一般零序功率具備較小波動(dòng)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)和有效預(yù)測(cè)接地故障；其二是增加零序電流，一旦出現(xiàn)接地故障可以快速提升零序電流，此過程操作具備敏感性能夠及時(shí)予以電源切斷并良好保護(hù)電力系統(tǒng)；其三是增加零序電壓，通常電力系統(tǒng)穩(wěn)定正常操作環(huán)節(jié)中并無相應(yīng)零序電壓的產(chǎn)生，一旦出現(xiàn)接地故障則會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生零序電壓，快速降低零序電壓并快速報(bào)警為有效措施，而相應(yīng)維護(hù)人員也會(huì)在接收?qǐng)?bào)警之后對(duì)電壓表數(shù)予以觀察和相應(yīng)判斷，最終確定具體接地故障。總結(jié)來講，RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)展現(xiàn)了其智能化的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是近些年智能化人工技術(shù)快速普及并得到了各個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)可，將RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)僅僅是其作用的部分展現(xiàn)，RPAN技術(shù)還可以更為廣泛地應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的遺傳算法、邏輯計(jì)算機(jī)等等中，對(duì)于故障檢查識(shí)別具有積極的影響作用，該文中將RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)接地線路以及變壓器和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)等保護(hù)中最終也促使了電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定有效[6]。

4 結(jié)語

綜上分析可知，從RPAN技術(shù)故障檢測(cè)功能來講將其比作是電力系統(tǒng)的“守護(hù)哨兵”一點(diǎn)也不為過，通過將RPAN技術(shù)實(shí)際地引入到電力系統(tǒng)中則能夠?qū)ζ淠妇€以及相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)和變壓器、接地線路進(jìn)行運(yùn)行安全保障，促使電力系統(tǒng)在智能化監(jiān)督控制中得以穩(wěn)定操作，一方面將電力系統(tǒng)整體服務(wù)可靠性大大提高；另一方面也給予大眾優(yōu)越的用電環(huán)境，而該文對(duì)于電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用RPAN技術(shù)進(jìn)行分析旨在為現(xiàn)今以及未來電力系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展獻(xiàn)出自己的一份研究力量。

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