電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)分析

唐聰

（煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230041）

0 引言

近些年，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷拓展，中國(guó)電網(wǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，各個(gè)種類(lèi)的電氣設(shè)備也不斷增加，這在很大程度上提升了電力系統(tǒng)故障的出現(xiàn)率。要想保證系統(tǒng)能夠安全順利的運(yùn)作，一定要加強(qiáng)繼電保護(hù)的穩(wěn)定性。電力自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置是在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)法順利運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)始工作的，所以繼電保護(hù)技術(shù)能夠消除異常情況的重要自動(dòng)化技術(shù)與裝備。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)技術(shù)會(huì)快速準(zhǔn)確的發(fā)出信號(hào)，同時(shí)將其設(shè)備開(kāi)關(guān)直接關(guān)閉，以此停止不安全設(shè)備的運(yùn)行[1]。

1 電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)概述

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，能夠?qū)ζ溆枰员Ｗo(hù)作用的故障防控設(shè)備就是電氣自動(dòng)化繼電保護(hù)系統(tǒng)。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么該保護(hù)設(shè)備就會(huì)利用繼電保護(hù)的措施對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行全面、充分的檢查，其能夠在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并確定故障原因與具體部位，同時(shí)還會(huì)及時(shí)對(duì)維修工作人員發(fā)出預(yù)警，讓其可以快速對(duì)故障系統(tǒng)予以維修處理。該技術(shù)還能夠采取跳閘處理方式對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，令其出現(xiàn)故障的部分暫停工作，防止出現(xiàn)大范圍停電，為用電戶(hù)的日常生產(chǎn)、生活帶來(lái)影響[2]。大量實(shí)踐研究表明，受繼電保護(hù)技術(shù)作用的電力系統(tǒng)，其運(yùn)行環(huán)節(jié)的安全性、可靠性都優(yōu)于普通電力系統(tǒng)，并且對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化、智能化發(fā)展有很大促進(jìn)作用。所以，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用繼電保護(hù)安全技術(shù)勢(shì)在必行。

2 我國(guó)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)高速發(fā)展的背景下，電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也得到了巨大進(jìn)步，這對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)水平的提升與完善創(chuàng)建了優(yōu)良環(huán)境。不僅與電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)提出的嚴(yán)格要求完全相符，同時(shí)也促使繼電保護(hù)技術(shù)朝著更高、更好的趨勢(shì)發(fā)展。但是我國(guó)部分電力工作人員在繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用、操控方面還存在很多不足與缺陷，因此現(xiàn)在最有效的手段是引入、吸取發(fā)達(dá)國(guó)家的豐富經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)技術(shù)?？v觀我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，其歷經(jīng)了晶體保護(hù)時(shí)代、集成電路保護(hù)時(shí)代，目前發(fā)展成了微機(jī)保護(hù)時(shí)代。其中集成電路保護(hù)時(shí)代對(duì)微機(jī)保護(hù)時(shí)代起到了極大的推動(dòng)作用，對(duì)數(shù)學(xué)模型、軟硬件方面的研究開(kāi)發(fā)也有很大幫助[3]。

3 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 保護(hù)母線

目前繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用之一是保護(hù)母線，細(xì)化而言，該技術(shù)對(duì)母線的保護(hù)主要是在差動(dòng)保護(hù)與相關(guān)相位保護(hù)兩個(gè)部位，繼電保護(hù)技術(shù)保護(hù)母線相位即通過(guò)比較相位從而大幅度提升母線的高效性、安全性；而差動(dòng)保護(hù)主要是指在母線元件中合理設(shè)置電流相應(yīng)互感器，但是有前提條件，即互感器在設(shè)置時(shí)應(yīng)當(dāng)擁有相同變化特點(diǎn)，在將二次繞組與相應(yīng)母線側(cè)端子進(jìn)行相連之后，把互感器放置在差動(dòng)區(qū)域，特別是在大電流真實(shí)接地環(huán)節(jié)，通過(guò)三相連接就可以對(duì)母線給予有力保護(hù)。若是小電流實(shí)際接地那么母線保護(hù)應(yīng)當(dāng)是集中在相間短路同時(shí)進(jìn)行利用兩相連接，借此對(duì)母線進(jìn)行全面保護(hù)[4]。

3.2 保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)

對(duì)電力系統(tǒng)而言，其重點(diǎn)部分幾乎都位于發(fā)動(dòng)機(jī)部位，也就是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行是否安全、穩(wěn)定對(duì)電力系統(tǒng)的有效性有著決定性作用。繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)上一般分為兩種，一種是重點(diǎn)性保護(hù)：發(fā)動(dòng)機(jī)最容易出現(xiàn)的故障是定子組匝間短路，出現(xiàn)短路部分的溫度通常都比較高，且其絕緣層也會(huì)隨之而發(fā)生破損，最后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行造成較大不利影響。但是在安裝時(shí)，將保護(hù)匝間裝置安排在定子繞組就可以有效預(yù)防定子組發(fā)生匝間實(shí)際短路情況。不僅如此，電動(dòng)機(jī)在單相接地過(guò)程中，若是其流經(jīng)的電流比規(guī)定值要大，那么一樣能夠把保護(hù)接地裝置進(jìn)行順利安裝，從而繼電保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)相位、電流以及其對(duì)應(yīng)的中性點(diǎn)，由此建立高效縱連發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)體系。另一種是備用性保護(hù)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷情況時(shí)，極易產(chǎn)生絕緣擊穿問(wèn)題，但是只要實(shí)施發(fā)電機(jī)方面的電壓保護(hù)技術(shù)就可以完美規(guī)避該問(wèn)題[5]。另外，繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)電壓進(jìn)行良好保護(hù)也可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生破損或者短路等問(wèn)題，如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷狀態(tài)下，并發(fā)生定子繞組故障，那么繼電保護(hù)技術(shù)就會(huì)即刻切斷電源，并在第一時(shí)間向維修工作人員傳遞警報(bào)。

3.3 保護(hù)變壓器

變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的構(gòu)成部分之一，繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用在保護(hù)變壓器上反映在兩個(gè)方面。首先是對(duì)短路進(jìn)行了有效保護(hù)，變壓器最為常見(jiàn)的問(wèn)題就是短路，要想讓變壓器不再受短路問(wèn)題的影響，繼電保護(hù)技術(shù)需要集中在對(duì)變壓器過(guò)電流和相應(yīng)阻抗進(jìn)行合理繼電保護(hù)，而繼電保護(hù)阻抗主要憑借的是阻抗元件自身攜帶的保護(hù)機(jī)能，阻抗元件在運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)將電源予以切斷，從而為電力系統(tǒng)變壓器提供有力保障。繼電保護(hù)過(guò)電流主要是在變壓器左右兩個(gè)區(qū)域時(shí)間元件與電源內(nèi)設(shè)置電流保護(hù)裝置，電流元件與相應(yīng)時(shí)間元件在運(yùn)行一定時(shí)間后也會(huì)自動(dòng)切斷電源，借此達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)變壓器的目標(biāo)。其次是對(duì)瓦斯進(jìn)行全面保護(hù)[6]。當(dāng)變壓器的油箱受到損壞之后，故障電弧會(huì)將油箱內(nèi)的油以及相應(yīng)絕緣材質(zhì)予以分解，有害氣體就在此時(shí)生成，若是未曾保護(hù)瓦斯，就會(huì)大大增加事故的發(fā)生率，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)巨大經(jīng)濟(jì)、人員損失。但是繼電保護(hù)技術(shù)能夠?qū)ν咚惯M(jìn)行很好的保護(hù)，其可以在油箱受損之后即刻開(kāi)啟保護(hù)操作，也就是切斷變壓器真實(shí)電源同時(shí)傳遞警報(bào)，相關(guān)維修工作人員在收到警報(bào)信息時(shí)就會(huì)及時(shí)趕到對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行科學(xué)合理的處理。

4 提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果的有效措施

4.1 提升機(jī)電保護(hù)工作人員的綜合素養(yǎng)

第一，提高招聘門(mén)檻，積極聘用高素養(yǎng)、高專(zhuān)業(yè)、高技能的綜合型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，其不僅需要對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有著全面深入的了解，還要明確繼電保護(hù)的全部要求，同時(shí)也要可以合理有效應(yīng)用主變壓器、線路、斷路器等保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)予以定期檢驗(yàn)、整組傳動(dòng)試驗(yàn)、繼電保護(hù)消缺以及優(yōu)化升級(jí)等措施。第二，嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)安全準(zhǔn)則需求，合理部署繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全裝置，并按照持續(xù)運(yùn)行、宏觀調(diào)控的指導(dǎo)方針對(duì)繼電保護(hù)區(qū)域進(jìn)行操作，如此方可保證作業(yè)的安全性與規(guī)范性，對(duì)于電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障問(wèn)題才能盡快解決。第三，加大對(duì)繼電保護(hù)工作人員的培訓(xùn)教育力度，盡可能選擇理論+實(shí)踐的方法開(kāi)展培訓(xùn)活動(dòng)，除了要設(shè)置專(zhuān)業(yè)的實(shí)操場(chǎng)地之外，還需要邀請(qǐng)企業(yè)優(yōu)秀員工代表、行業(yè)專(zhuān)家當(dāng)做培訓(xùn)教師，借此提升相關(guān)工作人員的綜合素養(yǎng)、實(shí)操技能和安全意識(shí)等，令其可以完全掌握繼電保護(hù)技術(shù)的操作重點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)流程，從而能夠科學(xué)應(yīng)對(duì)各類(lèi)突發(fā)事件，強(qiáng)化繼電保護(hù)操作現(xiàn)場(chǎng)的安全管理效果。

4.2 加強(qiáng)繼電保護(hù)安全檢查工作

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)時(shí)，為保證安全防護(hù)的成效能夠充分滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，讓電力設(shè)備能夠更加安穩(wěn)可靠的運(yùn)作，一定要對(duì)繼電保護(hù)實(shí)施嚴(yán)格的安全檢查工作。在具體運(yùn)行過(guò)程中，供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)要求運(yùn)行檢修工作人員對(duì)其管轄范圍內(nèi)的繼電保護(hù)裝置與安全自動(dòng)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行全方位的檢測(cè)，既要對(duì)調(diào)度臺(tái)定值單予以仔細(xì)審核，查看其和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行定值單是否相同。并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行定值單、裝置定值、壓板等予以認(rèn)真對(duì)比分析，如果存在區(qū)別，那么應(yīng)當(dāng)即刻通知市調(diào)、縣調(diào)等相關(guān)部門(mén)對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全檢查與維修[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)裝置十分必要，其可以有效加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)還可以促進(jìn)電力系統(tǒng)向著智能化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，為整個(gè)電力系統(tǒng)的順利有序運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)此，相關(guān)供電企業(yè)務(wù)必要提高對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重視程度，在實(shí)際實(shí)施環(huán)節(jié)，除了要提升繼電保護(hù)工作人員的專(zhuān)業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，還要充分貫徹繼電保護(hù)安全檢查措施，將繼電保護(hù)技術(shù)的價(jià)值予以充分發(fā)揮，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)未來(lái)的健康可持續(xù)發(fā)展。