淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其自動化策略

劉宇航

摘要：目前，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活中離不開電力的使用，所以，電力系統(tǒng)的工作穩(wěn)定深受人們的普遍關(guān)注。在這一背景下，繼電保護(hù)自動化在電力系統(tǒng)中得到了普遍的應(yīng)用，同時與目前的自動化技術(shù)發(fā)展相結(jié)合，可以提高電力系統(tǒng)的利用率，并有效提升電力系統(tǒng)自動化程度。本文就對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動化的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動化技術(shù)策略

引言

隨著人們安全意識的進(jìn)一步提升，電力系統(tǒng)中的安全裝置受到了廣泛的重視，因此，故障檢修與繼電系統(tǒng)等在研究以及實(shí)踐當(dāng)中不斷的發(fā)展。在繼電系統(tǒng)的工作過程中，其主要的依靠著監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況以及各個設(shè)備的具體工作，來觀測總體的運(yùn)行狀況，在非正常的應(yīng)用情況出現(xiàn)之后，即可以啟動預(yù)警裝置，使得電力輸送的線暫時停止工作，從而達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全。自動化的繼電保護(hù)系統(tǒng)的使用，能夠有效的延長供電設(shè)備的使用壽命，在此基礎(chǔ)上保證用電的安全性。

1、繼電保護(hù)自動化概述

繼電保護(hù)自動化，指的是電力系統(tǒng)在碰到故障，或是產(chǎn)生對系統(tǒng)安全有威脅的事故時，那么繼電保護(hù)裝置能夠結(jié)合電流、電壓等相關(guān)指標(biāo)的波動，選擇自動跳閘來對電力系統(tǒng)提供較好的保護(hù)。區(qū)別于傳統(tǒng)的保護(hù)方式，也就是無需利用人力來解決電力系統(tǒng)碰到的故障，這就減少了處理時間，同時也可以對電力系統(tǒng)提供周全的保護(hù)。從運(yùn)行機(jī)理上看，繼電保護(hù)自動化很多情況下是和裝置結(jié)構(gòu)直接掛鉤。結(jié)構(gòu)構(gòu)成上講，涵蓋測量、邏輯以及執(zhí)行模塊這3個不同的部分。測量模塊的基本功能：對電力系統(tǒng)內(nèi)部的電流、頻率指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，向邏輯模塊來傳輸數(shù)據(jù);邏輯模塊上，可以對數(shù)據(jù)做好分析，作出合適的指令;而執(zhí)行模塊，必須結(jié)合指令來提出可靠的保護(hù)方案。

2、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置

2.1繼電保護(hù)裝置任務(wù)

繼電保護(hù)的主要任務(wù)是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時作出繼電保護(hù)動作。繼電保護(hù)裝置的信息來源是電力系統(tǒng)中的原件在短路或者異常情況下產(chǎn)生的電流、電壓及功率等電氣量。供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時，繼電保護(hù)裝置通過監(jiān)視所有設(shè)備運(yùn)行情況的安全性為值班人員提供操作運(yùn)行數(shù)據(jù);供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置有選擇性地自動切除故障部分，留下非故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行;供電系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行異常時，繼電保護(hù)裝置及時準(zhǔn)確地發(fā)出警報(bào)信號，便于有關(guān)工作人員快速處理。

2.2繼電保護(hù)裝置的基本要求

第一，靈敏性。靈敏系數(shù)是衡量保護(hù)裝置靈敏度的主要指標(biāo)。不管短路點(diǎn)出現(xiàn)在什么位置、短路性質(zhì)屬于哪種，只要在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，拒絕動作都不可能出現(xiàn)在保護(hù)裝置上，不會出現(xiàn)錯誤動作反應(yīng)。第二，速動性。速動性指的是保護(hù)裝置切斷短路故障的及時性。切除故障所用的時間越短，對電氣設(shè)備造成的損壞就越小，提升了系統(tǒng)電壓的恢復(fù)速度，有利于電氣設(shè)備的自啟動，且有效保證了發(fā)動機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。第三，可靠性。如果保護(hù)裝置的可靠性不高，就有可能造成電力故障或者重大事故。為確保保護(hù)裝置的可靠性，不僅要保證設(shè)計(jì)原理、安裝調(diào)試及整定計(jì)算等方面的正確性，還要保證保護(hù)裝置的組成元件質(zhì)量、后期的運(yùn)行維護(hù)水平及系統(tǒng)的簡化度。

3、繼電保護(hù)自動化技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1加強(qiáng)對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究與發(fā)展，一直在繼續(xù)的進(jìn)行當(dāng)中，繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用需要與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合，及時的吸取計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展過程中的新成果進(jìn)行應(yīng)用。與此同時，需要人們在技術(shù)的研究開發(fā)過程中，對于實(shí)際的工作需求進(jìn)行關(guān)注，及時的應(yīng)用新的技術(shù)解決實(shí)際工作中所遇到的問題。在繼電保護(hù)系統(tǒng)的提高方向上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速性以及及時性，將繼電保護(hù)裝置中的靈敏性進(jìn)行提升，在此基礎(chǔ)上，使得繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性也得到及時的提升。在維護(hù)運(yùn)行安全的過程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠幫助儲存正常情況下運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)與此，在系統(tǒng)恢復(fù)工作的同時，及時的應(yīng)用數(shù)據(jù)，減少繼電保護(hù)系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)行用時。

3.2強(qiáng)化對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行，需要依靠的暢通的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行。電力運(yùn)行線路和設(shè)備的增多，單單一臺繼電保護(hù)裝置已經(jīng)不能滿足整個電網(wǎng)運(yùn)行的安全性需要，對電力系統(tǒng)的控制也不徹底，因而需要加強(qiáng)各個繼電保護(hù)裝置之間的聯(lián)系，加快繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)，將整個電力系統(tǒng)中的所有繼電保護(hù)裝置都連接起來形成一個統(tǒng)一整體，提高整個繼電保護(hù)系統(tǒng)的自動化水平，且提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的控制能力，從而保證電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行。另外，要實(shí)現(xiàn)自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)也必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化連接，本地電站中的保護(hù)客戶機(jī)與遠(yuǎn)端主站的連接，與上級控制中心的連接都需要網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)還能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)中信息的共享功能，能夠?qū)⒏鱾€電站或線路運(yùn)行的數(shù)據(jù)情況在整個系統(tǒng)中進(jìn)行分享，這樣當(dāng)一臺繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題后，控制人員能夠通過操作其他保護(hù)裝置來繼續(xù)實(shí)現(xiàn)對故障區(qū)域的保護(hù)和隔離，從而增強(qiáng)了繼電保護(hù)的可靠性。

3.3做好設(shè)備的安裝調(diào)試工作

繼電器保護(hù)系統(tǒng)有較多環(huán)節(jié)，如直流系統(tǒng)、監(jiān)測和計(jì)量系統(tǒng)等。這些環(huán)節(jié)之間有很強(qiáng)的聯(lián)系，其中一個環(huán)節(jié)出問題有可能會導(dǎo)致整個保護(hù)工作出現(xiàn)故障，因此繼電器保護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際的情況完善和提高，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試工作。對于系統(tǒng)中新安裝的保護(hù)裝置應(yīng)進(jìn)行必要的模擬實(shí)驗(yàn)，加入的電壓應(yīng)不低于額定電壓的80%，并分析其可能的故障形式。對一些邏輯回路需要嚴(yán)格校驗(yàn)，最終確保其可靠性。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個抗干擾性較弱的系統(tǒng)，外界干擾源極容易干擾系統(tǒng)，為此需要對其工作環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格要求，可以采取以下幾點(diǎn)措施：第一在電纜線外部用金屬絲纏繞，屏蔽外界不良信號。第二在網(wǎng)線中架設(shè)避雷設(shè)備，從而提升網(wǎng)絡(luò)的抵抗外部襲擾的能力。自動化設(shè)備主要應(yīng)用于變電站和供電系統(tǒng)中，通常情況下會應(yīng)用在高壓側(cè)線路或電容器保護(hù)，下面簡要介紹一下變電站繼電器保護(hù)：首先需要保護(hù)線路即通常所說的三段式保護(hù)，分別為電流速斷、限時速斷、過載保護(hù)。然后就是電容器保護(hù)主要包括過壓和失壓保護(hù)。目前電力系統(tǒng)中自動化設(shè)備無論是技術(shù)水平還是制作工藝還十分落后，需要科研工作者在這方面給予高度重視。繼電器保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有較大作用，且工作可靠性和穩(wěn)定性是保證整個電力系統(tǒng)安全供電的基礎(chǔ)。

4、繼電保護(hù)的智能方向

智能繼電保護(hù)能夠在未出現(xiàn)問題時進(jìn)行模仿、延伸，從而發(fā)現(xiàn)安全隱患。在實(shí)際工作中，智能變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析，利用數(shù)字核心部件可以幫助變電站進(jìn)行多級繼電保護(hù)。在繼電保護(hù)控件工作中，智能變電站能夠?qū)⑵渲?個重要層面進(jìn)行匯通，當(dāng)出現(xiàn)問題時，智能變電器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與同步，將得到的數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)礁鱾€信息系統(tǒng)中。通過信息技術(shù)，智能變電站能夠進(jìn)行自身調(diào)整，將不適用于工作的部件與環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。此外，智能變電站還能進(jìn)行自行跟蹤，將工作中各個環(huán)節(jié)的電壓、電流線路進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，如果出現(xiàn)問題時，智能變電站能及時地進(jìn)行操作以保證整體的功能與安全。智能變電站相比于傳統(tǒng)的變電站造價(jià)更低，在監(jiān)控方面也更為方便，人工工作主要轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控實(shí)施，當(dāng)智能變電站在工作時，工作人員需對其得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試，最后由系統(tǒng)中心發(fā)布指令。

結(jié)語

總而言之，電能已經(jīng)成為確保人們工作和生活順利進(jìn)行的重要能源，為了保障電能的連續(xù)供應(yīng)，就需要采取可靠的控制措施，以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)能夠始終處于一個良好的運(yùn)行狀態(tài)中。電力系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中會受到各種不利因素的影響，通過有效運(yùn)用繼電保護(hù)自動化技術(shù)，能夠在一定程度上提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

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