試析電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)聯(lián)性

榮剛 昝潤鵬

【摘 要】近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對電力的需求量急劇增加，電力系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象，并在電力系統(tǒng)長期運(yùn)行的過程中，變電站中故障發(fā)生的頻率也在提高，這對我國電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有嚴(yán)重影響。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)可有效降低故障發(fā)生頻率，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障，而自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對繼電保護(hù)要求有所提升，但同時(shí)也為繼電保護(hù)提供保障，二者相輔相成，共同協(xié)作，為我國電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動(dòng)化

中圖分類號：TM736文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對于電力的需求日益上升，因此傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)基本都開始出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象。在此背景下，整體系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展成為了整個(gè)行業(yè)發(fā)展的基本趨勢。同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)之間息息相關(guān)，只有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化才能夠獲得更好的繼電保護(hù)，也只有繼電保護(hù)工作落實(shí)到位，才能夠給大眾的生產(chǎn)生活帶來最可靠的電力支持。

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

1.1繼電保護(hù)會給系統(tǒng)自動(dòng)化改造帶來影響

在該系統(tǒng)中，相關(guān)的信息控制系統(tǒng)能夠?qū)㈦娔苓M(jìn)行有效處理和控制，并在生產(chǎn)電能時(shí)實(shí)現(xiàn)對電能的控制與調(diào)節(jié)，進(jìn)而滿足不同用戶基本需求的目的。在分層分布分級中，該系統(tǒng)還應(yīng)該有效處理和調(diào)控原始的電能，并同時(shí)具備信息控制系統(tǒng)。對于整個(gè)系統(tǒng)，繼電保護(hù)裝置有著極為關(guān)鍵的作用。該裝置能夠在信息調(diào)控系統(tǒng)的影響下，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電力系統(tǒng)的調(diào)控與通信操作。

1.2系統(tǒng)對繼電保護(hù)的要求

首先，要具有一定的可靠性。系統(tǒng)自動(dòng)化的基本作用就是要能夠與用戶的用電需求相互匹配。可靠性的實(shí)現(xiàn)對電能質(zhì)量的提升有著關(guān)鍵性作用。其次，要具有一定的選擇性。若出現(xiàn)故障，就要對故障線路實(shí)施全方位的保護(hù)，并有效切斷。但若故障線路出現(xiàn)了拒動(dòng)的情況，還應(yīng)該將相鄰的設(shè)備作為接下來需要切斷的電路，從而達(dá)到對電路的全面保護(hù)，以防出現(xiàn)大范圍的故障，給企業(yè)帶來重大損失。最后，要具有一定的靈敏性。這一基本要求主要體現(xiàn)在繼電保護(hù)范圍中，不僅要確保其裝置的敏感系數(shù)，還應(yīng)該在出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)產(chǎn)生反應(yīng)，對整體線路實(shí)施全方位保護(hù)，并將故障線路切斷。

1.3繼電保護(hù)在系統(tǒng)中的重要性

電力行業(yè)和其他行業(yè)最大的不同之處在于工作過程中經(jīng)常會產(chǎn)生操作電氣故障，并且這些故障還無法避免。如果產(chǎn)生了局部用電設(shè)施損壞，但是沒有及時(shí)采取有效的解決方式，就會波及更大的范圍，如大范圍的停電，直接給大眾的生產(chǎn)生活帶來影響。依照電力規(guī)程的相關(guān)規(guī)范，全部的電力設(shè)備都必須要在繼電保護(hù)狀態(tài)中運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4繼電保護(hù)給系統(tǒng)及自動(dòng)化帶來的影響

目前，整個(gè)電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的使用都十分普及，并且操作經(jīng)驗(yàn)極為豐富，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著，可在極大程度上有效強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)管理和運(yùn)轉(zhuǎn)的水平。此外，這一裝置也開始向著智能化與信息化的方向發(fā)展，并且還實(shí)現(xiàn)了控制與保護(hù)的一體化。

2完善電力系統(tǒng)自動(dòng)化和繼電保護(hù)的有效對策

2.1變電站10kV出線柜保護(hù)

（1）過流速斷保護(hù)。若瞬時(shí)電流處于1500～3000A，則為短路電流，應(yīng)當(dāng)即刻切斷。（2）重合閘。相應(yīng)的公共線路在重合閘時(shí)，其時(shí)間應(yīng)當(dāng)為2s，其形式設(shè)定為不檢。（3）過流限時(shí)保護(hù)。在確保靈敏度較好的狀況下，盡可能避免開啟電流，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的額定值或者導(dǎo)線載流量來進(jìn)行加設(shè)，根據(jù)特殊負(fù)荷的實(shí)際狀況來確定時(shí)間。（4）過負(fù)荷保護(hù)。取相應(yīng)倍數(shù)的導(dǎo)線載流量與出線柜電流互感器所產(chǎn)生的最小額定值，保持5s，發(fā)出報(bào)警訊號。

2.2線路保護(hù)裝置隔離措施

當(dāng)某段線路的保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)將相應(yīng)的保護(hù)回路加以斷開，其推出線路應(yīng)當(dāng)開啟相應(yīng)的軟壓板，即母差保護(hù)可以接收相應(yīng)的信號;其次，應(yīng)當(dāng)對側(cè)邊線路加以保護(hù)及隔離，兩側(cè)實(shí)施縱聯(lián)差動(dòng)來對跳閘進(jìn)行保護(hù)，并將相關(guān)通道加以斷開，以避免線路保護(hù)發(fā)生錯(cuò)誤遠(yuǎn)跳信息;再次，退出相應(yīng)的接收及發(fā)送軟壓板;最后，退出重合閘功能，防止產(chǎn)生保護(hù)誤動(dòng)。

2.3一體化操控

自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，一體化操控使電力系統(tǒng)程序簡單化，提升電力系統(tǒng)供電效率，降低電力系統(tǒng)故障發(fā)生的頻率。一體化操控可有效降低相關(guān)作業(yè)人員工作量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測與自動(dòng)預(yù)警功能，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更具可靠性，作業(yè)人員可通過分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對設(shè)備故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及處理，大大提高工作效率，減少安全事故的發(fā)生。

2.4加強(qiáng)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化改造

通過對電力系統(tǒng)進(jìn)行信息化控制方式的改造，能夠得到更好的電能控制效果。為了保證改造過后的電力系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定工作，就必須做好相關(guān)繼電保護(hù)的改造工作，有效滿足用戶用電的實(shí)際需要，不斷提高供電的質(zhì)量。

2.4變壓器保護(hù)

該裝置在保護(hù)變壓器時(shí)通常會運(yùn)用到3種方式。第一，接地保護(hù)。該方式中的變壓器包含接地變壓器和不接地變壓器。對于接地變壓器，其保護(hù)設(shè)備應(yīng)用的是零序電壓，不接地變壓器的保護(hù)設(shè)備使用零序電流。第二，瓦斯保護(hù)。通常，這一方式基本適用于變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中油箱出現(xiàn)問題的狀況。如果油箱出現(xiàn)問題，油就會在電流中電弧的作用下分解，使其絕緣體失去基本性能，產(chǎn)生有毒氣體，給維修人員的身體健康帶來威脅。該裝置在對變壓器實(shí)施保護(hù)的過程中，會依照發(fā)生故障時(shí)由于電流刺激絕緣體而產(chǎn)生有毒氣體的基本含量來對維修工作者予以提示，防止維修者出現(xiàn)中毒的問題。第三，短路保護(hù)。這一保護(hù)方式包含有過電流繼電保護(hù)與阻抗繼電保護(hù)兩種。其中，前者是在設(shè)備與電源中設(shè)置一個(gè)電流繼電保護(hù)裝置，發(fā)生故障時(shí)可以實(shí)現(xiàn)有效斷電;后者是使用阻抗元件刺激其故障位置，從而產(chǎn)生斷電保護(hù)作用。

2.5線路接地保護(hù)

雖然在整體系統(tǒng)中，相關(guān)線路非常繁雜，但接地基本可以分為大電流接地與小電流繼電兩種類型。其中，大電流接地發(fā)生故障時(shí)應(yīng)該馬上將電源切斷，以防因接地故障給整個(gè)電路帶來重大影響。如果在零序功率的狀況下產(chǎn)生接地故障，其方向就會產(chǎn)生變化，此時(shí)零序電流不會發(fā)生太大的波動(dòng)，繼電保護(hù)裝置會馬上發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信息，以提醒相關(guān)人員緊急趕往現(xiàn)場實(shí)施維修。

結(jié)束語

電力系統(tǒng)以及自動(dòng)化技術(shù)與繼電保護(hù)之間，相互補(bǔ)充，協(xié)調(diào)合作，為我國電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障，有效提升供電效率，降低電力系統(tǒng)故障發(fā)生頻率。促進(jìn)我國電力系統(tǒng)快速發(fā)展，逐步走向完善，可減少相關(guān)作業(yè)人員工作量，減少由于人工操作帶來的誤差，減少故障發(fā)生，延長設(shè)備使用年限，優(yōu)化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局，并可遠(yuǎn)程監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)化技術(shù)可將電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、處理、分析，找出故障發(fā)生原因，有效提升我國供電質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)我國電力企業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展。

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[3]陳啟達(dá).分析電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系[J].大科技，2018（23）：82-83.

（作者單位：1國電華北內(nèi)蒙古新能源有限公司;2國電華北內(nèi)蒙古新能源有限公司）