簡(jiǎn)析繼電保護(hù)裝置在發(fā)電廠中的運(yùn)用

曾 韡

（河北大唐國(guó)際張家口熱電有限責(zé)任公司，河北 張家口 075600）

1.引言

隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置在對(duì)電能的優(yōu)化與改善作用方面有著不可替代的益處。其主要工作原理就是通過調(diào)節(jié)所輸入的電壓大小來合理地測(cè)定電流，防止測(cè)試儀器的損壞，甚至可以預(yù)防一些重大災(zāi)害事故。而在發(fā)電廠當(dāng)中應(yīng)用繼電保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娋W(wǎng)起到良好的保護(hù)作用，使電網(wǎng)能夠在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)隔絕，從而維持電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2.繼電保護(hù)裝置工作原理分析

眾所周知，電力行業(yè)一直是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱之一，相關(guān)電力技術(shù)人員需要充分地了解繼電保護(hù)裝置的原理以及一些相關(guān)的專業(yè)性知識(shí)，才能進(jìn)一步地將其應(yīng)用在我國(guó)電力行業(yè)之中。而繼電保護(hù)裝置的原理圖如圖1所示，它有電源總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線四大中樞系統(tǒng)，而且還分有功率驅(qū)動(dòng)模塊、圖形顯示模塊、通訊模塊、A/D模塊、開關(guān)量I/O模塊和CPU模塊等六大模塊組成。這六大模塊可以有效地調(diào)節(jié)在電路過程中的故障，在其發(fā)生故障之時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)發(fā)出警報(bào)，然后迅速地將警報(bào)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，迅速地分類出屬于何種故障，并且會(huì)給出相應(yīng)的補(bǔ)救措施。與此同時(shí)還會(huì)斷開電路以防止電路繼續(xù)損壞。最終將整個(gè)影響范圍控制到最小，起到保護(hù)電網(wǎng)的作用。

圖1 繼電保護(hù)作用原理圖

3.繼電保護(hù)裝置基本性能

3.1 可靠性

由于繼電保護(hù)裝置優(yōu)異的警報(bào)功能和保護(hù)功能，能夠迅速地處理，電路之中多出現(xiàn)的各種故障，并且給予補(bǔ)救措施，因此它擁有很高的可靠性。準(zhǔn)確來講其可靠性主要來自兩個(gè)主要方面，其一就是保證判斷故障出現(xiàn)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，并且能夠迅速地分類故障種類。其二就是不會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員出現(xiàn)失誤動(dòng)作：相關(guān)技術(shù)人員需要依據(jù)科學(xué)合理的專業(yè)知識(shí)作為儲(chǔ)備，并且保證設(shè)計(jì)制造過程能夠滿足要求。整個(gè)裝置的工藝質(zhì)量要有專業(yè)人士把關(guān)，確保整個(gè)裝置不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。要知道，可靠性一定是整個(gè)繼電裝置的最基本的要求，需要從各個(gè)方面來嚴(yán)格審查。在火力電廠中，電力設(shè)備通常都是設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的繼電回路，在每個(gè)斷路器上分別都安裝有不同的一套繼電保護(hù)設(shè)備裝置。

3.2 選擇性

在我國(guó)的各種電廠之中，能夠主動(dòng)判斷且分類電路之中所出現(xiàn)的各種故障顯得極為重要。在制定決策之前其存在著一種選擇性，主要表現(xiàn)在發(fā)生故障之時(shí)，電路的保護(hù)裝置和電路的運(yùn)行裝置之間的問題，繼電保護(hù)裝置是首先斷開保護(hù)裝置或者是首先斷開電路運(yùn)行裝置。除此之外，電路之中的繼電保護(hù)元件也存在著一定的選擇性，要使其配合電路裝置的靈敏驅(qū)動(dòng)系數(shù)，最終起到保護(hù)整個(gè)電路裝置的作用。

3.3 靈敏性

靈敏性主要體現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中的靈敏性系數(shù)以及以靈敏性系數(shù)值，它可以有效地顯示整個(gè)裝置的所能允許的最大額定電流和電壓以及所能允許的電阻變化范圍，這對(duì)于整個(gè)電路的保護(hù)作用有著重要的意義和價(jià)值。

3.4 快速反應(yīng)性

快速反應(yīng)性是繼電保護(hù)裝置應(yīng)有的特性，快速地檢查到故障并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)救處理，然后將故障信息反饋給技術(shù)人員是其本質(zhì)作用。這樣才能在電路之中出現(xiàn)故障之時(shí)，將整個(gè)損失和影響降到最小。

4.繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

4.1 繼電保護(hù)在發(fā)電廠中的智能化運(yùn)用

在目前發(fā)電廠的日常電力保護(hù)管理中，運(yùn)用的主要是人工智能化繼電控制系統(tǒng)管理，這樣就使得整個(gè)發(fā)電廠可以減少很多不必要上的浪費(fèi)，并為其它保護(hù)技術(shù)上的運(yùn)用領(lǐng)域提供了較為廣闊的發(fā)展空間，在這種時(shí)代背景下，繼電保護(hù)也開始出現(xiàn)了一定不同程度的基于人工智能化，讓繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)使用更為科學(xué)及合理，像很多大型發(fā)電廠已經(jīng)開始采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能模擬保護(hù)技術(shù)法來進(jìn)行電力供電保護(hù)系統(tǒng)中的保護(hù)，對(duì)用于繼電保護(hù)的人工智能化進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行了不斷推進(jìn)，在維修發(fā)電廠的過程里，會(huì)遇到繼電短路的情況大概都會(huì)有幾十種，要是用這種人工智能來進(jìn)行排除，大約需要12h以上。但是運(yùn)用這種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能繼電故障保護(hù)法對(duì)所需要采集到的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行短路故障檢測(cè)，僅在0.5h以內(nèi)就已經(jīng)可以直接找出短路故障發(fā)生的原因了，這就有效率地減少了保護(hù)維修人的時(shí)間，并且通過這種計(jì)算機(jī)的智能輔助系統(tǒng)法的運(yùn)用，能夠直接讓整個(gè)發(fā)電廠的電力發(fā)電保護(hù)效率提高。

4.2 繼電保護(hù)在發(fā)電廠中的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)用

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展，繼電保護(hù)也逐漸得到了更加網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)支持，不僅為各種繼電保護(hù)設(shè)備提供了直觀可靠性的操作以及檢查檢驗(yàn)空間，還為它的后續(xù)發(fā)展應(yīng)用提供了廣闊的技術(shù)動(dòng)力來源支持及保障。發(fā)電廠的電力繼電保護(hù)系統(tǒng)功能主要目的是為了保障工廠電力系統(tǒng)可靠安全穩(wěn)定正常運(yùn)行，其繼電保護(hù)與利用計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)模擬處理生成以及系統(tǒng)保護(hù)是密不可分的。

通過移動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及信息分析對(duì)汽車故障發(fā)生原因數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測(cè)，并及時(shí)發(fā)出故障警報(bào)，如圖2所示為一種比較經(jīng)典的新型數(shù)模一體式磁繼電保護(hù)驅(qū)動(dòng)裝置工作原理的框圖。伴隨著自動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展，可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)生成，對(duì)各種繼電故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合處理，還可以能對(duì)各種故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其包括故障發(fā)生位置及原因緣由等情況，可以及時(shí)采取有效保護(hù)措施解決故障。

圖2 數(shù)模一體繼電保護(hù)裝置原理圖

4.3 對(duì)發(fā)電變壓器組的保護(hù)

發(fā)電器作為繼電保護(hù)裝置的主要環(huán)節(jié)之一，對(duì)于保護(hù)整個(gè)發(fā)電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性有著重要的意義和價(jià)值。其主要作用于風(fēng)力發(fā)電廠以及變壓器等高精密儀器，因此在選擇發(fā)電設(shè)備的時(shí)候，管理層需要做出充分的考慮，以實(shí)際情況為基點(diǎn)，從而打造出一流的繼電保護(hù)裝置。在火力發(fā)電廠中就需要付出昂貴的代價(jià)，并且造成整個(gè)發(fā)電設(shè)備的操作性降低等問題。除此之外，一般發(fā)電廠對(duì)于高壓繼電保護(hù)裝置的要求越來越高，尤其是在處理設(shè)備漏電問題時(shí)，就需要高精密的儀器元件，如一些專用的發(fā)電機(jī)和專用的變壓器等等。還有對(duì)于一些勵(lì)磁器等的選擇，需要經(jīng)過專業(yè)人士的指導(dǎo)才能進(jìn)行運(yùn)作，其中的G60和T60等設(shè)備對(duì)于提升我國(guó)機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性有著重要的影響和意義。采用的這些數(shù)據(jù)保護(hù)裝置大都具有十分成熟的控制技術(shù)，功能十分全面，在其中的硬件上幾乎包含了所有各種能夠直接實(shí)現(xiàn)數(shù)組遠(yuǎn)程控制的以及相應(yīng)的微處理器和控制芯片。

4.4 對(duì)發(fā)電廠電力系統(tǒng)的保護(hù)

機(jī)電設(shè)備自動(dòng)保護(hù)裝置實(shí)際上是用來保護(hù)相應(yīng)的大型發(fā)電廠的電力系統(tǒng)的一種裝置，在進(jìn)行電廠建設(shè)過程中要確保兩種合作應(yīng)充分考慮，也就是說，能夠有效地提高機(jī)電自動(dòng)保護(hù)水平相應(yīng)的電網(wǎng)電廠減少二級(jí)保護(hù)電纜基于合理的配置。在兩臺(tái)大型低壓發(fā)電機(jī)組上分別配置了大型電廠單元電氣保護(hù)監(jiān)控和通信系統(tǒng)。利用監(jiān)控與通信系統(tǒng)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組動(dòng)作電測(cè)量的實(shí)時(shí)采集，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，最終實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作電測(cè)量的遠(yuǎn)程測(cè)量和遠(yuǎn)程通信。

4.5 對(duì)發(fā)電廠直流系統(tǒng)的保護(hù)

眾多周知，在我國(guó)許多發(fā)電廠中，供電手段一直選擇為直流輸電，因?yàn)橹绷鬏旊娍梢酝ㄟ^變壓器降低電壓，這為整個(gè)廠子的安全提供了保障。在電廠建設(shè)過程中，確保其安全性和可靠性一直是人們所關(guān)注的重點(diǎn)，通過直流繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性可以有效地提高整個(gè)電廠的運(yùn)行效率。對(duì)于這類廠用電直流一次系統(tǒng)，分區(qū)配置系統(tǒng)原則上主要是基于廠用電一次直流系統(tǒng)的冗余分區(qū)。同時(shí)，考慮到直流主系統(tǒng)的遠(yuǎn)近使用，可以直接實(shí)現(xiàn)直流主系統(tǒng)的內(nèi)部冗余分區(qū)配置。

5.結(jié)語

繼電保護(hù)裝置的發(fā)展對(duì)于優(yōu)化和改善我國(guó)電力裝置運(yùn)輸過程中的故障有著根本性的益處和效益，本文通過分析繼電保護(hù)裝置的原理、特點(diǎn)及其具體運(yùn)用，從而對(duì)整個(gè)電路起到保護(hù)作用。我國(guó)人口眾多，因此用電需求量相較于其他國(guó)家就非常大，為了使我國(guó)人民的用電安全系數(shù)能夠更高，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用就不可忽視。其在解決電路故障和作出預(yù)備處理等方面有著極大的優(yōu)勢(shì)，在保證其可靠性、選擇性以及靈敏性的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)這個(gè)用電設(shè)備的極致保護(hù)。另外，為了滿足發(fā)電廠智能化生產(chǎn)的需要，在選擇繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)該配合自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)的自動(dòng)化，從而提高對(duì)發(fā)電廠的保護(hù)效果和運(yùn)行效率。