繼保自動化在電網系統中的應用研究

摘 要：隨著大功率電器設備在生產生活中的應用，使得電網系統中的繼電保護越來越重要。科技不斷發展，繼電保護自動化進程逐漸加快，將其應用在電網系統中，一方面能夠實現電力系統的穩定運行，較小電力系統運行中出現的問題，另一方面還能夠彌補電網故障所帶來的經濟損失。繼電保護自動化技術實際上是電網運行的保障。基于此，文章將對繼保自動化在電網系統中的應用進行詳細研究。

關鍵詞：繼保自動化；電網系統；應用研究

前言

不同功能的繼保自動化在不同電網系統中的作用不同，按照功能將繼電保護器進行分類，分為靜態繼電保護器、機電繼電保護器、整流繼電保護器等。在下文中對繼保自動化在電網系統中的作用進行研究，研究在電網中的實際應用。希望相關的應用研究能夠為電網系統發展帶來幫助。

1 繼保自動化在電網系統中的作用

繼保自動化在電網系統中的應用，為電網的正常運行提供保障，并有效地減小電網中可能出現的故障。繼保自動化在電網系統中作用主要表現在以下幾個方面：第一，對電網運行的監督作用。繼電保護裝置在電網運行中，能夠對電網系統的各個參數進行監督，例如對用電設備的電壓、電流變化進行監控，但這些參數值發生變化時，繼保自動化能夠對及時、準確的判斷出問題所在，并向電網系統中進行問題反饋。第二，在電網系統正常運行下，當處于繼電保護的電力設備發生故障時，繼保自動化系統發出自動跳閘指令，能夠將電力系統中的故障損失降到最低。第三，發出警報。當電網系統運行時，系統中發生故障時，繼保自動化能夠發出警報，并對系統進行故障范圍限定。

2 繼保自動化在電網系統中的應用

2.1 接地保護

在電網系統中，根據不同的用電需求，接地保護方式有很多不同種形式，一般情況下，將電網接地分為兩種形式，分別為大電流型接地、小電流型接地。將繼保自動化應用到接地保護中，當在大電流型接地中，接地保護需要立即將電源切斷，防止電網系統中由于存在接地故障而導致整個系統出現癱瘓。而在小電流型接地系統中，當系統出現故障實時，繼電保護系統能夠自動報警，在自動化保護下維護電網系統的正常運行。針對不同的接地故障，可以采取不同的保護措施，接地故障以及保護有以下三種形式：

第一，零序電流保護。系統出現故障時，接地系統的零序電流上升，基調保護能夠感受到零序電流的變化，并實現自動切斷電源的功能。第二，零序電壓保護。在電網系統正常運行環節中，不存在零序電壓，當系統中出現零序電壓時說明電網系統中出現接地故障，此時的繼保自動化技術能夠對接地故障進行預警，幫助電路檢修工作人員進行問題檢測，實現接地保護。第三，零序功率保護。在電力系統中出現接地故障時，在零序功率方向上出現故障，系統中能夠檢測出零序功率迅速上升，在繼保自動化技術的電網保護中，能夠及時切斷電源。

2.2 變壓器設備應用

在電網應用系統中，變壓器是關鍵的設備之一，繼保自動化技術在變壓器系統中的應用，作用突出。繼電保護能夠對變壓器進行兩方面的保護：首先，對變壓器的瓦斯保護，當變壓器的油箱出現問題時，系統中的絕緣材料在與油箱中的油相互作用下，產生有害氣體。在這樣的基礎上進行變壓器故障的瓦斯保護，一旦變壓器的有限出現問題時，繼電保護系統就作出反應，并在電力系統中發出報警。其次，短路保護。變壓器中的短路保護，實際上是利用阻抗元件中的阻抗原理，對電網電路進行保護，當故障電路中的阻抗元件在運行一段時間之后，就會出現跳閘的現象，進而實現繼電保護。

2.3 發電機設備應用

在發電機系統中進行繼保自動化，可以通過兩種方式來實現，第一，重點設備保護方式。第二，備用保護法。重點保護法的優勢在于能夠對發電機的失磁故障發生率進行有效降低，在實際的電網運行環節中，可以通過中性點保護、發電機相位結合等方式，對發電機中的重點線路進行保護，在發電機系統中形成一種縱聯差動保護模式。當發電機系統中出現了定子繞組短路的情況，會使得線路中出現短路故障。在備用保護法下，能夠針對系統中的故障，進行過電壓保護，避免出現絕緣擊穿的現象。

2.4 在光伏電源保護中的應用

繼保自動化技術在配電網系統中得以應用，并在新能源技術支持下，實現技術更新。其中繼保自動化技術在光伏電源的線路保護中作用突出，那么什么是光伏電源線路保護？首先將其特征與傳統形式的電網電源保護相比，在功能上光伏電源線路保護與傳統形式的電網電源保護存在著較大的差別。在傳統配電網中，其輸電形式單一化，主要是從電源到用戶中以單向流動進行，其配電網的在實際的電路故障中也存在著瞬時性。要想實現傳統配電網的繼電保護，在傳統配電網線路運行的基礎上，只需要對傳統電站中安裝反向的過流繼電保護，實現對其電源線路的保護，并在其主饋線中設置自動的重合閘裝置，在支饋線中裝置熔斷器。

而光伏電源線路中，將與之存在較大的差異，其電源線路的正常運行容易受到一些環境因素的影響，例如溫度、氣候等的影響。采取分布式的光伏電源繼電保護，是指在保護裝置上配置功能特殊的保護裝置，其中繼電保護裝置的安置位置需要在線路系統一側，同時需要在光伏電站側也配置相同的裝置，這樣配置存在一定的原因，主要原因在于提升配電網原始裝置的一致性與協調性，進而避免出現原始保護裝置的失誤操作。當在公用的電網中，對于繼電保護裝置的選擇也需要一定的原則，在配電網中接入光伏電站以后，對于配電網系統側的保護，需要按照一定的可靠性、選擇性、靈敏性等要求。當采用35kV的并網線時，一般情況下進行距離保護，線路才出現短路時，就需要采取相應的差動保護。而在10kV并網線路中，需要采取相應的過流保護。

3 繼保自動化在電網系統應用的技術要求

3.1 繼電保護工作人員方面

繼保自動化技術人員的技術水平，是決定著電網系統中變電檢修危險點控制的關鍵因素，如果繼保自動化檢修技術人員的專業水平較低，在實際的工作中不能提高對危險點的辨別能力，那么將不能實現對危險點的控制。因此，要想實現對繼保自動化中危險點的控制管理，需要對工作人員進行專業的培訓。在工作技能方向，工作人員需要不斷提升其工作能力，以便能夠應對比較復雜的工作狀況，進而提升繼保自動化能力。

3.2 繼保自動化安全防范

對于繼保自動化中的危險點進行防范，單從線路環境上進行危險防范，不能有效降低危險發生率。環境因素的故障防范只是暫時的。要想實現變電檢修安全防范，需要從以下幾方面入手：第一，設備方面。從電網配電設備方面進行安全控制與防范，能夠徹底提升危險點檢測設備的性能。在城市中需要對繼保電線路設備進行集中升級與改造，避免變電線路中出現漏電，增加線路中的變電保護，提升電力系統的緊急故障處理能力。第二，繼保自動化線路中安裝避雷器。由于很多變電設備裸露在自然環境中，如果遇到特殊天氣將會帶來諸多安全威脅。例如，在雷雨天氣中，變電設備中容易出現短路，嚴重的情況有可能出現火災等危險情況。

4 結束語

綜上所述，繼保自動化在電網系統中的應用有很多，在文章中主要對接地保護、變壓器設備應用、發電機設備應用以及在光伏電源保護中的應用進行研究。針對不同電網應用中的故障，提出在繼保自動化的應用方式，并提出了其在電網系統中應用的技術要求。

參考文獻

[1]徐正一.瑞安電網調度自動化系統應用研究[D].浙江大學，2009.

[2]羅步升.IEC61850標準在惠州電網變電站綜合自動化中的應用[D].

華南理工大學，2010.

[3]李廣凱.VSC-HVDC系統及其在電網恢復中的應用研究[D].華北電力大學（河北），2008.