簡析繼電保護裝置在發電廠中的運用

曾 韡

（河北大唐國際張家口熱電有限責任公司，河北 張家口 075600）

1.引言

隨著我國電力行業的不斷發展，繼電保護裝置在對電能的優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節所輸入的電壓大小來合理地測定電流，防止測試儀器的損壞，甚至可以預防一些重大災害事故。而在發電廠當中應用繼電保護裝置能夠對電網起到良好的保護作用，使電網能夠在出現故障時及時隔絕，從而維持電網的安全運行。

2.繼電保護裝置工作原理分析

眾所周知，電力行業一直是我國經濟發展的主要支柱之一，相關電力技術人員需要充分地了解繼電保護裝置的原理以及一些相關的專業性知識，才能進一步地將其應用在我國電力行業之中。而繼電保護裝置的原理圖如圖1所示，它有電源總線、數據總線、地址總線和控制總線四大中樞系統，而且還分有功率驅動模塊、圖形顯示模塊、通訊模塊、A/D模塊、開關量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節在電路過程中的故障，在其發生故障之時，繼電保護裝置會發出警報，然后迅速地將警報信息傳輸到數據庫中，迅速地分類出屬于何種故障，并且會給出相應的補救措施。與此同時還會斷開電路以防止電路繼續損壞。最終將整個影響范圍控制到最小，起到保護電網的作用。

圖1 繼電保護作用原理圖

3.繼電保護裝置基本性能

3.1 可靠性

由于繼電保護裝置優異的警報功能和保護功能，能夠迅速地處理，電路之中多出現的各種故障，并且給予補救措施，因此它擁有很高的可靠性。準確來講其可靠性主要來自兩個主要方面，其一就是保證判斷故障出現的穩定性和準確性，并且能夠迅速地分類故障種類。其二就是不會導致技術人員出現失誤動作：相關技術人員需要依據科學合理的專業知識作為儲備，并且保證設計制造過程能夠滿足要求。整個裝置的工藝質量要有專業人士把關，確保整個裝置不會出現質量問題。要知道，可靠性一定是整個繼電裝置的最基本的要求，需要從各個方面來嚴格審查。在火力電廠中，電力設備通常都是設有兩個獨立的繼電回路，在每個斷路器上分別都安裝有不同的一套繼電保護設備裝置。

3.2 選擇性

在我國的各種電廠之中，能夠主動判斷且分類電路之中所出現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，主要表現在發生故障之時，電路的保護裝置和電路的運行裝置之間的問題，繼電保護裝置是首先斷開保護裝置或者是首先斷開電路運行裝置。除此之外，電路之中的繼電保護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動系數，最終起到保護整個電路裝置的作用。

3.3 靈敏性

靈敏性主要體現在繼電保護裝置運行過程中的靈敏性系數以及以靈敏性系數值，它可以有效地顯示整個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，這對于整個電路的保護作用有著重要的意義和價值。

3.4 快速反應性

快速反應性是繼電保護裝置應有的特性，快速地檢查到故障并對其進行補救處理，然后將故障信息反饋給技術人員是其本質作用。這樣才能在電路之中出現故障之時，將整個損失和影響降到最小。

4.繼電保護裝置的應用

4.1 繼電保護在發電廠中的智能化運用

在目前發電廠的日常電力保護管理中，運用的主要是人工智能化繼電控制系統管理，這樣就使得整個發電廠可以減少很多不必要上的浪費，并為其它保護技術上的運用領域提供了較為廣闊的發展空間，在這種時代背景下，繼電保護也開始出現了一定不同程度的基于人工智能化，讓繼電保護裝置的設計使用更為科學及合理，像很多大型發電廠已經開始采用了人工神經網絡智能模擬保護技術法來進行電力供電保護系統中的保護，對用于繼電保護的人工智能化進一步發展進行了不斷推進，在維修發電廠的過程里，會遇到繼電短路的情況大概都會有幾十種，要是用這種人工智能來進行排除，大約需要12h以上。但是運用這種人工神經網絡的智能繼電故障保護法對所需要采集到的樣本數據進行短路故障檢測，僅在0.5h以內就已經可以直接找出短路故障發生的原因了，這就有效率地減少了保護維修人的時間，并且通過這種計算機的智能輔助系統法的運用，能夠直接讓整個發電廠的電力發電保護效率提高。

4.2 繼電保護在發電廠中的網絡化運用

隨著現代網絡通信技術不斷發展，繼電保護也逐漸得到了更加網絡化的技術支持，不僅為各種繼電保護設備提供了直觀可靠性的操作以及檢查檢驗空間，還為它的后續發展應用提供了廣闊的技術動力來源支持及保障。發電廠的電力繼電保護系統功能主要目的是為了保障工廠電力系統可靠安全穩定正常運行，其繼電保護與利用計算機無線網絡運行數據的實模擬處理生成以及系統保護是密不可分的。

通過移動計算機進行數據采集及信息分析對汽車故障發生原因數據進行分析檢測，并及時發出故障警報，如圖2所示為一種比較經典的新型數模一體式磁繼電保護驅動裝置工作原理的框圖。伴隨著自動繼電保護系統網絡化技術發展，可以對實時數據采集及實時模擬數據生成，對各種繼電故障情況進行實時綜合處理，還可以能對各種故障情況進行實時顯示，其包括故障發生位置及原因緣由等情況，可以及時采取有效保護措施解決故障。

圖2 數模一體繼電保護裝置原理圖

4.3 對發電變壓器組的保護

發電器作為繼電保護裝置的主要環節之一，對于保護整個發電設備的安全性與穩定性有著重要的意義和價值。其主要作用于風力發電廠以及變壓器等高精密儀器，因此在選擇發電設備的時候，管理層需要做出充分的考慮，以實際情況為基點，從而打造出一流的繼電保護裝置。在火力發電廠中就需要付出昂貴的代價，并且造成整個發電設備的操作性降低等問題。除此之外，一般發電廠對于高壓繼電保護裝置的要求越來越高，尤其是在處理設備漏電問題時，就需要高精密的儀器元件，如一些專用的發電機和專用的變壓器等等。還有對于一些勵磁器等的選擇，需要經過專業人士的指導才能進行運作，其中的G60和T60等設備對于提升我國機電設備的穩定性有著重要的影響和意義。采用的這些數據保護裝置大都具有十分成熟的控制技術，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現數組遠程控制的以及相應的微處理器和控制芯片。

4.4 對發電廠電力系統的保護

機電設備自動保護裝置實際上是用來保護相應的大型發電廠的電力系統的一種裝置，在進行電廠建設過程中要確保兩種合作應充分考慮，也就是說，能夠有效地提高機電自動保護水平相應的電網電廠減少二級保護電纜基于合理的配置。在兩臺大型低壓發電機組上分別配置了大型電廠單元電氣保護監控和通信系統。利用監控與通信系統，可以很容易地實現對機組動作電測量的實時采集，完成實時數據傳輸，最終實現繼電保護裝置動作電測量的遠程測量和遠程通信。

4.5 對發電廠直流系統的保護

眾多周知，在我國許多發電廠中，供電手段一直選擇為直流輸電，因為直流輸電可以通過變壓器降低電壓，這為整個廠子的安全提供了保障。在電廠建設過程中，確保其安全性和可靠性一直是人們所關注的重點，通過直流繼電保護裝置的準確性可以有效地提高整個電廠的運行效率。對于這類廠用電直流一次系統，分區配置系統原則上主要是基于廠用電一次直流系統的冗余分區。同時，考慮到直流主系統的遠近使用，可以直接實現直流主系統的內部冗余分區配置。

5.結語

繼電保護裝置的發展對于優化和改善我國電力裝置運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裝置的原理、特點及其具體運用，從而對整個電路起到保護作用。我國人口眾多，因此用電需求量相較于其他國家就非常大，為了使我國人民的用電安全系數能夠更高，繼電保護裝置的應用就不可忽視。其在解決電路故障和作出預備處理等方面有著極大的優勢，在保證其可靠性、選擇性以及靈敏性的前提下，實現對這個用電設備的極致保護。另外，為了滿足發電廠智能化生產的需要，在選擇繼電保護裝置時，應該配合自動控制系統，實現保護系統的自動化，從而提高對發電廠的保護效果和運行效率。