淺析電氣自動化系統繼電保護技術

李侃

【摘 要】相比于傳統管理模式，基于計算機技術的電氣自動化系統繼電保護管理模式的安全性明顯更高，使得系統在故障開始階段至發生及嚴重影響階段均可得到有效控制，提高了電氣自動化系統繼電保護的安全性和可靠性。文章從電氣自動化系統繼電保護的概念和作用出發，分析了電氣自動化系統繼電保護安全技術的應用原則及相關影響因素，并探討了電氣自動化系統繼電保護安全技術的應用措施。

【關鍵詞】電氣；自動化系統；繼電保護；技術

引言

近年來，伴隨我國電網規模的擴大，各類電氣設備自動化程度明顯上升，這在一定程度上加大了電力系統的故障風險。電力自動化系統繼電保護于電氣自動化系統無法正常運行時運作，通過繼電保護安全技術發出故障信號，并直接關閉相關設備以終止不安全設備的運行。為保證系統的穩定、安全運行，必須重視繼電保護安全技術的作用，并進行合理應用。

1繼電保護的主要內容及特征

通過對電力系統的實踐調查我們了解到，其基本內容主要指的是當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。同時由于其措施保護的特殊性使得在實施過程中具有以下幾點特征：一是具有選擇性，即在發生未知故障時，將正常運轉的部分與發生未知故障的部位進行隔離，以避免故障要素隨電力供應運轉波及到其他區域范圍；二是具有速度快，繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統并列運行的穩定性；三是可靠、靈敏性，就是在進行保護的過程中其運轉保護反映能力相對較高。

2影響繼電保護可靠性的因素

繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分，當電廠設備出現異常時，繼電保護裝置能夠快速檢測出來，切斷故障部位。但是該裝置也會受到很多因素的影響，比如雷電因素、人為因素、裝置設備因素等，這些都會干擾繼電保護裝置的穩定性，影響電廠安全。

2.1 硬件裝置和軟件裝置

傳統的硬件保護裝置是微機保護，隨著科技的發展，繼電保護裝置也在進行更新換代，目前最先進的是數字化運行裝置。繼電保護裝置基本上都是由兩部分構成的，一部分是硬件設施，另一部分是該硬件的軟件操作系統，二者缺一不可，是一個統一的整體。電子設備有一定期限的使用壽命，如果設備長時間使用會導致老化和損害，進而致使整個繼電保護系統無法正常運行。繼電保護的硬件裝置屬于外在依托，軟件裝置屬于內在控制，是繼電保護系統的核心。繼電保護裝置的軟件具有特殊的架構，比如它的模式、操作界面、設計等，這些因素都會影響保護裝置運行的效果。相對于硬件裝置來說，軟件裝置的可靠性不容易被檢測，影響軟件可靠性的因素包括軟件的設計、系統運行方式、操作方法等。

2.2 一次設備的影響

互感器和斷路器都屬于一次設備，這些設備在系統運行中負責傳變輸入量并且執行輸出，在這個過程中，一次設備對整個保護系統的運行具有重要保護作用。在傳統的微機保護形式中，互感器一般是電磁式的，電磁式互感器容易出現接線故障，或產生傳變誤差，這些是影響繼電保護系統運行的重要因素。在全數字智能保護方式中，互感器也比較現代化，包括電子互感器和光學互感器，新型的設備能夠更好地提高運行系統的使用性能，但是生產技術方面還不能達到標準，需要進一步提高。

2.3 外界自然因素

外界自然因素也會影響電廠設備運行，比如雷電等極端天氣。雷電天氣容易產生雷擊事故，進而導致高阻抗地網系統中高頻電流的電位升高。電位升高會造成保護裝置識別錯誤，從而降低繼電保護裝置的穩定性。

2.4 人為操作因素

在應用電氣自動化系統繼電保護安全技術的過程中，人為操作因素會帶來較大的影響。在對繼電保護設備進行安裝過程中，若安裝人員未嚴格按規定實施安裝，或是在進行安裝時發生接線錯誤，都會引起繼電保護設備的非正常運行。此外，在繼電保護設備運行過程中，若相關維護人員未嚴格按有關規定實施維修，或是在進行維修時發生人為操作失誤，都會影響繼電保護設備的正常運行，進而影響整個電力系統的運行。

3繼電保護自動化技術的應用策略

3.1 加強對于計算機技術的應用

計算機技術的研究與發展，一直在繼續的進行當中，繼電保護技術的應用需要與計算機技術的發展相結合，及時的吸取計算機技術在發展過程中的新成果進行應用。與此同時，需要人們在技術的研究開發過程中，對于實際的工作需求進行關注，及時的應用新的技術解決實際工作中所遇到的問題。在繼電保護系統的提高方向上，應用計算機技術的快速性以及及時性，將繼電保護裝置中的靈敏性進行提升，在此基礎上，使得繼電保護系統的可靠性也得到及時的提升。在維護運行安全的過程中，計算機系統能夠幫助儲存正常情況下運行的數據信息，并且根據與此，在系統恢復工作的同時，及時的應用數據，減少繼電保護系統的繼續運行用時。

3.2 強化自動化的運行性能

在自動化的運行過程中，需要根據不同的系統運行部分進行自動化性能的強化。可以觀察到在繼電系統的運行過程中，一部分的裝置設置在主機的部分，另有一部分的裝置設置在客戶機的周圍。目前，在多數的變電戰中，應用的即是客戶機，需要將客戶機的自動化功能進行加強。加強的基礎即是目前客戶機的主要功能，在客戶機的運行過程中，主要的承擔著監控以及傳輸接受數據的作用，監控的內容既包括著客戶機的運行內部狀況，同時也包括著操作人員的操作問題，由于自定化的裝置在今后的應用過程中，會逐漸的呈現出智能化的發展方向，需要在進行應用的過程中，對于人為的操作內容同步的納入到監控的范圍中，防止由于人為操作的失控而導致系統的運行出現危險。此外，在監控人工操作的過程中，繼電系統也需要將錯誤的操作內容進行糾正，并及時的發出語境的信號，使得工作人員能夠及時的進行警惕。客戶機與主機在工作中，需要彼此將數據、信息以及指令進行上傳或者下達，這個過程中，客戶機需要配合著主機的行為進行操作，保證整個系統的順利運行。在主機的作用中，主站的工作人員也可以通過總機對于各個單位的不同狀況進行控制，增加了安全的保障。

結束語

總而言之，電網的穩定運行直接關系著我國社會的穩定發展。繼電保護是電氣自動化系統的重要保障措施，以保證電網運行的安全性和穩定性，一方面，人們要充分認識到繼電保護對電氣自動化系統的作用，只有繼電保護的安全、穩定運行才能保證電氣自動化系統的安全運行；另一方面，要做好繼電保護本身的安全措施，采取一定的安全技術措施，降低繼電保護的故障率。

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（作者單位：華電龍口發電股份有限公司）