試論電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化策略

劉姝麗

摘要：電力系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)全方位的保護(hù)，就必須使用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)，當(dāng)其出現(xiàn)故障的第一時(shí)間，保護(hù)裝置即可精確的偵知故障的發(fā)生地、信息、類型，同時(shí)發(fā)出準(zhǔn)確的指令和保護(hù)措施，預(yù)警電力企業(yè)，維修人員可以迅速高效的處理、排除故障。因此我們必須深入研究繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)，保障電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運(yùn)行，為國家的發(fā)展提供更加穩(wěn)健的動(dòng)力支撐。

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

1繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)

1.1繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的原理

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性直接影響供電質(zhì)量。為有效避免電力故障的發(fā)生，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，需從技術(shù)方面和管理方面采取對(duì)應(yīng)措施。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是基于原始繼電保護(hù)通過跳閘或者警告的方式對(duì)電力故障進(jìn)行隔離或者切除，以保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)。該項(xiàng)技術(shù)隨著電力行業(yè)的發(fā)展已愈加成熟。電力系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊收集所有與目標(biāo)運(yùn)行保護(hù)有關(guān)的信息，以全面了解整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為后期決策的制定提供客觀、全面的借鑒，并為調(diào)整或者修正繼電裝置的功能參數(shù)提供參考，讓繼電裝置更順暢地處理各種電路故障。

1.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的基本要求

為了能夠及時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)故障采取科學(xué)合理的處理措施，這就對(duì)繼電保護(hù)裝置提出了較高的要求，需要具備選擇性、速動(dòng)性等。選擇性能夠確保繼電裝置只對(duì)故障元件采取相應(yīng)的隔離措施，進(jìn)而避免故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。速動(dòng)性是指繼電裝置在故障發(fā)生后，要能盡快斷開故障元件或者線路，確保將故障的影響范圍控制在較小的范圍內(nèi)。根據(jù)反應(yīng)時(shí)間的不同，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可以分為60～120ms的一般快速保護(hù)時(shí)間和10～40ms的最快保護(hù)時(shí)間。為了確保繼電裝置能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，就需要結(jié)合其工作的實(shí)際要求進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)選。

2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1線路接地保護(hù)

電網(wǎng)系統(tǒng)布線非常復(fù)雜，接地方法存在很大的差別。電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方式主要分為高電流和小電流兩種類型。在前者的接地方法中，處理電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的方法是切斷電源，后者則確定所述的繼電裝置發(fā)送的報(bào)警信號(hào)，確定出現(xiàn)的故障，同時(shí)在一定的時(shí)間對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障盡快處理。如果當(dāng)前的接地架構(gòu)是一個(gè)單相的接地結(jié)構(gòu)，可以視為A相接地，接地點(diǎn)會(huì)流過B，C電容器和所述的零相電流。經(jīng)過分析，A相電壓呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，故障電流壓降為0。根據(jù)B相電壓的分析，可以得出該狀態(tài)下的小電阻電壓非常小，可以直接忽略。三相電壓的線電壓值是相對(duì)來講對(duì)稱的，其相電壓值大約是后電壓值的兩倍。因此，可以在特定計(jì)算的過程中選擇對(duì)稱分量方法，并且可以推斷出相位的實(shí)時(shí)方向。因此，在發(fā)生故障時(shí)，在A相接地的情況下，線路故障和接地故障會(huì)同步跳閘。因此，必須根據(jù)接地故障的類型選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，主要包括以下幾點(diǎn)。①零相功率。接地故障發(fā)生時(shí)的功率方向變化，零相功率電流相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)不嚴(yán)重，能夠預(yù)測電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，而且可以保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。②零序電流。在系統(tǒng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，零序電流會(huì)短時(shí)間內(nèi)迅速增加，繼電保護(hù)裝置可以在一定時(shí)間內(nèi)切斷電源。③零序電壓。零序電壓主要發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，因此，需要根據(jù)繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行處理。因此，工作人員應(yīng)詳細(xì)觀察電壓表，并根據(jù)顯示值了解故障特征。通常，低于正常值的電壓值表示發(fā)生了接地故障，因此，必須盡快處理故障。

2.2備用保護(hù)

備用保護(hù)的主要形式是防止過壓，以防止設(shè)備發(fā)生故障，尤其是在負(fù)載較低時(shí)，這種類型的保護(hù)可以防止由于短路故障而導(dǎo)致?lián)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)并在低負(fù)載的條件下自動(dòng)關(guān)閉電源，并以報(bào)警的形式反饋給工作人員以便于技術(shù)處理故障。

2.3變壓器繼電保護(hù)

變壓器的保護(hù)主要包括以下幾項(xiàng)要點(diǎn)：①短路保護(hù)短路保護(hù)分為兩種不同形式的阻抗和過流，前者主要是阻抗分量。該部件根據(jù)操作時(shí)間的長度確定是否需要切斷電源，從而可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)電壓裝置的目的。后者主要是指在電流元件中安裝繼電器裝置，電流元件根據(jù)運(yùn)行時(shí)間確定是否需要切斷電源。②油箱保護(hù)當(dāng)變壓器油箱的溫度偏離正常狀態(tài)時(shí)，絕緣材料會(huì)出現(xiàn)油氣分解的現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。因此，需要通過氣體保護(hù)啟動(dòng)保護(hù)裝置切斷電源，并發(fā)出警報(bào)信號(hào)以提示工作人員盡快檢測并處理故障。③接地保護(hù)根據(jù)變壓器是否接地進(jìn)行不同的處理。如果沒有接地則選擇零序電壓，并在接地時(shí)選擇零序電流。④發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)由于發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全密切相關(guān)，因此，必須保護(hù)發(fā)電機(jī)的繼電設(shè)備。當(dāng)發(fā)電機(jī)短路時(shí)，故障部件的溫度變得高于正常值并且絕緣層損壞，因此，必須在繞組之間安裝繼電保護(hù)裝置，使定子繞組始終處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。另外，如果單相接地電流存在偏差，則需要將相位與繼電保護(hù)設(shè)備的中心點(diǎn)相匹配，以達(dá)到垂直差動(dòng)保護(hù)的目的。

2.4母線繼電保護(hù)

母線保護(hù)分為兩種不同的類型。①相位保護(hù)可以提高母線的可靠性。②差動(dòng)保護(hù)。由變壓器連接到母線元件的操作模式可以將連接的終端和繞組附加在該繼電保護(hù)裝置中，所述安裝位置為母線差動(dòng)單元。對(duì)于大電流和小電流的兩個(gè)不同的接地方法，通常采取三相和兩相的方法。電站駕駛員在操作的過程中，通過220kV變壓器恢復(fù)操作測試，但有絕緣開關(guān)在一個(gè)特定的操作過程中是關(guān)閉狀態(tài)，因此，總開關(guān)被接通需要在220 kV保護(hù)電壓的情況下進(jìn)行操作。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的自動(dòng)化方法

3.1提高客戶機(jī)自動(dòng)化程度

繼電保護(hù)有兩種形式，主機(jī)、客戶機(jī)。客戶機(jī)一般設(shè)置在變電站中，對(duì)變電站錄波器端口執(zhí)行保護(hù)和管理命令，把設(shè)備的故障數(shù)據(jù)分類收集后給予傳輸?shù)缴蠈又鳈C(jī)中。在系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，客戶機(jī)實(shí)施不間斷檢測，收取來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析系統(tǒng)檢測時(shí)間段的運(yùn)行質(zhì)量。繼電保護(hù)自動(dòng)化客戶機(jī)能僅僅能夠檢查、收取并分析電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況的功能，還能夠?qū)T工的操控指令實(shí)施監(jiān)測，如果命令執(zhí)行者出現(xiàn)誤操作的情況，觸發(fā)報(bào)警裝置，員工能夠及時(shí)改正糾偏，保障系統(tǒng)準(zhǔn)確科學(xué)的運(yùn)行。自動(dòng)化客戶機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的過程中還可以對(duì)遠(yuǎn)端主站進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄r截，在遠(yuǎn)端主站就可以接收到來自變電站運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的問題和異常，即使自身設(shè)備不能進(jìn)行正常的操控，可以通過請(qǐng)求遠(yuǎn)端主站來完成監(jiān)控變電站的運(yùn)行情況。

3.2引入計(jì)算機(jī)技術(shù)

借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，繼電保護(hù)的自動(dòng)化、智能化水平獲得極大地提升，其保護(hù)能力不斷提高，電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性不斷增長。我們需要高度重視把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)之中，依托計(jì)算機(jī)優(yōu)秀的軟件、硬件技術(shù)，保障系統(tǒng)的靈敏性、精確性等。把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入系統(tǒng)之中，能夠把發(fā)生故障的線路、設(shè)備的相關(guān)參數(shù)準(zhǔn)確、合理的計(jì)算出，同時(shí)保存系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)恢復(fù)后，只需在先前操作的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作即可，提高了電力系統(tǒng)的工作效率。

3.3建設(shè)信息一體化

信息一體化主要是能夠提升電力系統(tǒng)自身的自動(dòng)化程度，我們可以把信息一體化作為終端一體化設(shè)備，以此來完成電力系統(tǒng)的保護(hù)工作，如對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)運(yùn)行故障信息進(jìn)行分析和傳輸，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、規(guī)整并深入分析，為繼電保護(hù)自動(dòng)化、智能化在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用提供保障和依據(jù)，促進(jìn)電力企業(yè)在新常態(tài)下的穩(wěn)健發(fā)展和提升。

結(jié)束語

電力系統(tǒng)的主要構(gòu)成有發(fā)電、配電、電器設(shè)備等系統(tǒng)。在其運(yùn)行過程中，各方面因素都會(huì)影響其運(yùn)行穩(wěn)定性，因此就需要尋找更加安全、可靠的方法確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以保障電力傳輸?shù)馁|(zhì)量。

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