電力系統繼電保護自動化裝置可靠性研究

王禹 張鳴飛 苑源 王淑芬 侯曉寧 楊明明

摘要：自動化技術是高新技術當中普及率比較高的一種，將自動化技術和繼電保護技術結合起來，是未來一段時間確保電力系統穩定運行的必然選擇。從實際情況來看，繼電保護自動化技術在電力系統中的應用確實發揮了應有的作用，但是其具體的應用細節還不夠清晰 ，這方面的研究 ，可謂是勢在必行。為切實發揮繼電保護在電氣自動化系統中的保護作用，基于當前先進技術，提高繼電保護的安全性及穩定性，通過繼電保護在系統中的安全運行，實現預期管理目的。為此，研究了存在問題及問題產生原因，提出了相應解決方案，為繼電保護安全技術在電氣自動化系統中的應用奠定基礎。

關鍵詞：電力系統;繼電保護;自動化裝置;可靠性

1工作原理與基本要求

繼電保護裝置是繼電保護技術得以落實的重要基礎，在電力系統發生故障的情況下繼電保護裝置將會將系統電力的物理數據轉化為信息數據，并根據確定的啟動標準，及時自動啟動并對脈沖信號即時分析，最終達到保護電路的效果。繼電保護裝置大致可以分成測量、執行、邏輯等幾個模塊，不同的模塊在繼電保護過程中扮演著不同的角色，如測量模塊，往往承擔著接收信號、將信號數據和規定數據進行比對的任務。在獲取比對結果后，邏輯模塊將會發揮作用，對上一個步驟得到的比對信息進行細致分析，在獲得具體邏輯數值的基礎上，把分析得到的結果轉化為動作信號傳遞到執行模塊。而執行模塊則承擔著接收邏輯信號和指令，根據指令做出動作，是繼電保護裝置發揮作用的實現模塊，具有不可估量的重要性。要充分了解電力系統繼電保護裝置的要求。繼電保護自動化技術在電力系統中的應用，能夠從根本上提升電力系統運行穩定性。相比于傳統的繼電保護方法，自動化繼電保護往往更穩定、更高效、保護效果更為突出。繼電保護裝置能夠在發現故障的情況下，經過各個模塊的一系列運算和信號傳輸，及時切斷故障元件所處的電路，從而降低電力系統故障可能帶來的一系列嚴重影響。從實際工作經驗來看，自動化繼電保護技術具有切斷效率高、運算速度快的優勢，能夠在發生故障后最快地切斷線路，避免故障造成整個電力系統的癱瘓。

2繼電保護自動化技術在電力系統中的應用

2.1繼電保護的檢查

一般來講，電氣自動化系統在具體運行期間，其對應的供電企業要全面勘察該項繼電保護裝置的實際運行態勢，科學遵照“三核對”等原則來完成系統裝置的檢查工作，不但要詳盡審核調度臺內的定值單，還要觀察該類數據信息與現場執行數據的一致性，若二者產生差異后，除了及時查明具體的原因外，還要告知企業管理層，使其派遣專業人員進行現場的維修與檢查，提升繼電保護安全檢查的科學性。此外，在實行繼電保護安全檢查前，工作人員需適時了解繼電保護安全技術的應用范圍，掌握電氣自動化系統中的各項設備與功能，利用對其內部功能的檢測來提升設備的使用效率，繼而強化繼電保護的安全檢查效果。

2.2變壓器繼電保護

第一，接地保護。變壓器屬于極為重要的電氣設備，它的接地系統往往十分成熟，技術人員需要根據有關技術要求，對接地左右兩側進行零序電流保護。對那些沒有自接地系統的變壓器，技術人員則可以采用零序電壓保護的方式進行處理。第二，瓦斯保護。變壓器當中有油箱設備，油箱發生故障的情況下，變壓器中的絕緣材料會在電弧作用下逐漸分解，并在接觸到油料的情況下產生大量氣體，如果不能及時地對氣體進行處理，就可能會發生嚴重的爆炸事故。除了會導致經濟損失之外，還可能造成極其嚴重的人身傷害，這顯然不符合電力系統穩定運行的有關要求。繼電保護自動化技術應用到變壓器中，則能夠有效地解決這一問題，其能夠實現油箱設備的自動保護，發現異常電弧的情況下第一時間切斷電源，避免問題進一步擴大。第三，短路保護。變壓器故障類型比較多，而短路故障屬于其中最常見、危害性最大的一類故障，其可能會導致變壓器損壞等一系列嚴重后果。繼電保護自動化技術應用到變壓器短路處理中以后，這樣的問題得到了妥善解決。繼電保護設備能夠在發現短路故障的情況下，第一時間切斷變壓器電源系統，保護系統的穩定運行。

2.3母線繼電保護

母線是電力系統中最重要的組成部分。母線出現故障的情況下，電力系統必然無法正常運行。從目前來看，繼電保護裝置能夠通過比對相位的方法，確保電力系統的穩定性。技術人員可以通過優化母線元件設計的方式，合理利用電流互感器保證繼電保護裝置能夠發揮應有的作用，在安裝好電流互感器的基礎上，根據母線運行實際情況選擇最佳的連接位置，從而達到提升母線繼電保護效果的目標。

2.4解決繼電保護校驗裝置漏洞

彌補繼電保護測試儀的空白要彌補繼電保護測試儀的空白，首先要加大設備投資。用于保護配電系統的測試儀長期以來缺乏功能強大的設備和儀表，主要原因是由于缺乏資源。公用事業需要增加對現代儀器的資本投資，淘汰陳舊設備，并提高保護和校準設備的效率。其次，注意保存和管理您的圖紙和材料。繼電保護圖紙和資料是維護和保護的基礎，對繼電保護的檢定有重大影響。但是，目前圖紙和資料不全的問題非常嚴重。變電站、配電站建設過程中，要確保圖紙安全，定期檢查圖紙，發現缺陷或丟失時及時補齊。還應注意新技改工程圖紙的安全性，以提高繼電保護功能。

結束語

當前我國科技水平快速提高，大量自動化設備在電力系統中得到廣泛應用，電力系統規模逐漸擴大，與此同時帶來繼電保護方面眾多問題。安全技術的應用可提高電氣自動化系統運行的安全性、穩定性，但目前該技術尚存在一些問題，需基于當前先進技術，提高繼電保護的安全性及穩定性。通過繼電保護在自動化系統中的安全運行，實現預期管理目的，為電氣自動化系統的安全運行提高保障。繼電保護自動化技術在電力系統中的應用，則能夠有效解決這一問題，在規避電力安全事故的基礎上，切實保證電力系統的正常運行。

參考文獻

[1]李真強.電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性[J].低碳世界，2020，10（06）：82+84.DOI：10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2020.06.050.