供電系統(tǒng)繼電保護及其自動化裝置的可靠性研究

【摘 要】目前，隨著家用電器、大功率設(shè)備的不斷增多，電能需求也在日益增加，繼電保護作為電力生產(chǎn)中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)，它不僅能保護電力系統(tǒng)正常有序的運行，從而能有效地消除電力故障，減少由于事故所帶來的經(jīng)濟損失。將繼電保護自動化技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中可以有效保障系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，根據(jù)功能的不同有靜態(tài)繼電保護器、整流繼電保護器、機電繼電保護器等等。本文主要分析繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方式進行了詳細的研究和探討，同時期望繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠為電力生產(chǎn)和運行提供更可靠的安全保障。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)繼電保護；自動化技術(shù)；電力生產(chǎn)應(yīng)用

電力系統(tǒng)主要包括配電系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、電器設(shè)備、電壓變換系統(tǒng)與系統(tǒng)母線組成，電力系統(tǒng)運行可靠性直接影響著電力傳輸?shù)馁|(zhì)量，但是，電力系統(tǒng)的運行會受到各種因素的影響，為了保障電力系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，必須要采取科學的措施降低故障的發(fā)生率，在計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信和自動化技術(shù)的推動下，電力系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，而且在電力系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)的發(fā)展歷程中，以微電子、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為核心的信息化技術(shù)，成為了繼電保護自動化技術(shù)發(fā)展的核心。

1.電力繼電保護器的種類簡述

電力繼電保護器的類型是多種多樣的，根據(jù)功能的不同有靜態(tài)繼電保護器、整流繼電保護器、機電繼電保護器等等，靜態(tài)繼電保護器可以分為極化型繼電保護器、集成電路型繼電保護器、電磁型繼電保護器、感應(yīng)型繼電保護器等類型。根據(jù)電氣量與量度的不同，可以將繼電保護器分為差動繼電保護器、電流繼電保護器、阻抗繼電保護器、頻率繼電保護器、電流繼電保護器幾個類型。【1】在電力系統(tǒng)運行時，繼電保護自動化機組會采集繼電保護對象的故障信號，比較定值與采集信息，將其傳輸?shù)竭壿嬆K中，邏輯模塊在收到信息后，會對信息進行計算與分析，如果計算結(jié)果為1，信號就會傳遞到執(zhí)行模塊之中。

2.繼電保護自動化技術(shù)的簡述

電力系統(tǒng)作為一個全面、綜合工作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要專門的保護裝置與專業(yè)的技術(shù)人員確保其安全工作，而繼電保護的最基本職能就是在電力系統(tǒng)運行不夠穩(wěn)定或出現(xiàn)一些故障時實施有效的保護措施，將故障帶來的損失降到最低，防止電力系統(tǒng)的進一步惡化。繼電保護自動化技術(shù)在實施保護時主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1當運行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護就會迅速的做出保護措施，將出現(xiàn)故障的零件或者設(shè)備與整個系統(tǒng)隔離，這樣能夠防止故障對其他設(shè)備或整個電力系統(tǒng)帶來影響，避免故障的進一步擴散，將故障造成的損失降到最低。

2.2當故障已經(jīng)發(fā)生時，繼電保護裝置就會迅速的發(fā)出報警信號，提醒工作人員及時的對設(shè)備進行修理。當故障發(fā)生較為嚴重時，我們要停止整個電力系統(tǒng)的工作，對其進行一次全面的檢查，對于存在安全隱患的設(shè)備或零件盡快的更換，確保整個電力系統(tǒng)安全的運行，為客戶提供高質(zhì)量的電能。

2.3當設(shè)施設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴重時，已經(jīng)威脅到電網(wǎng)的安全或者已經(jīng)損壞了電力系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)備時，繼電保護的自動化裝置就會發(fā)揮它的功能和作用，盡量減少損壞或者威脅的程度，盡量避免更大面積的災害發(fā)生，繼電保護的自動化裝置，能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損害電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響。

3.繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用的過程中包括幾個環(huán)節(jié)，即提出問題、分析問題、安裝調(diào)試、投入運行、后續(xù)維護、檢修技改，這幾個環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的，在應(yīng)用繼電保護自動化技術(shù)的過程中，必須要把握好以上幾個環(huán)節(jié)的工作，將其有機結(jié)合起來，這樣才能夠保障技術(shù)應(yīng)用的安全性，繼電保護自動化及時在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用包括以下幾個方面：

3.1在地接地保護中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)線路接地方式存在一定的差異，從類型上來看，電力系統(tǒng)能夠分為小電流型接地與大電流型接地兩種類型，前者只負責報警信號的發(fā)布，如果系統(tǒng)中的粗線出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)依然能夠正常運行。【2】大電流型接地在發(fā)生故障時，會將電源立即切斷，這可以起到理想的保護作用。

3.2在變壓器中的應(yīng)用

變壓器是電力系統(tǒng)的有機組成部分，直接影響著電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，考慮到這一因素，必須要做好變壓器的繼電保護工作。這包括以下幾個內(nèi)容：第一、接地保護。對于直接接地的變壓器，需要使用零序電流保護法，在接地兩側(cè)位置設(shè)置保護動作，對不接地變壓器，使用零序電壓保護措施即可。第二、瓦斯保護。在變壓器油箱出現(xiàn)故障的情況下，絕緣材料與油會發(fā)生反應(yīng)，生成有害氣體，因此，瓦斯保護應(yīng)該是重中之重，在設(shè)置好瓦斯保護后，如果油箱出現(xiàn)故障，就能夠在第一時間啟動保護動作，發(fā)出報警。【3】第三、短路保護。短路保護有阻抗保護與過電流保護兩個內(nèi)容，阻抗保護是利用變壓器中阻抗元件原理起到保護作用的方式，在阻抗元件經(jīng)過一段時間的運行之后，會跳閘，就可以很好的保護變壓器；過電流保護即電流元件經(jīng)過一段時間的運行之后，也會切斷電源，起到保護作用。

4.繼電保護自動化技未來發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護裝置面臨著新的發(fā)展趨勢，繼電保護裝置計算機化將隨著科學技術(shù)的發(fā)展向智能化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展，將會極大的程度提高繼電保護裝置及其技術(shù)的自動化水平，以促進電力系統(tǒng)更加的安全可靠的運行，真正實現(xiàn)安全高效的運行，為電力企業(yè)和國家創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.1智能化趨勢

人工智能網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是運用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復雜的非線性問題上利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，解開這些線性問題十分簡單，其中如遺法算法、模糊邏輯和進程規(guī)劃等在求解復雜問題的能力上也都有其獨特的方法。因此，將人工智能技術(shù)與繼電保護相結(jié)合，在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計算速度；另外，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護的自動化技術(shù)上發(fā)揮著重要作用，為繼電保護技術(shù)中一些常規(guī)方法難以解決問題提出了確實可行的辦法。

4.2計算機化趨勢

繼電保護裝置的計算機化和微機化是電力系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢，在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下，企業(yè)應(yīng)該在考慮經(jīng)濟效益與社會效益的同時，思考如何提高繼電保護裝置的計算機化和微機化，從而提高繼電保護的可靠性。隨著電力系統(tǒng)對繼電保護的要求不斷提高，除了基本的保護職能外，還需要對故障信息和數(shù)據(jù)的整理和存儲。【4】強大的通訊能力和快速的數(shù)據(jù)信息存儲以及保護裝置與其他控制裝置和調(diào)度設(shè)備的信息需要數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)資源聯(lián)網(wǎng)，這就要求繼電保護裝置不僅僅是保護還要具備計算機的功能。

5.總結(jié)

綜上所述，在社會日益進步的今天，我們只有充分利用科技的發(fā)展對繼電保護自動化技術(shù)進行改革和創(chuàng)新，并結(jié)合實踐，提高繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，從而為人們創(chuàng)建一個安全的用電環(huán)境，與此同時推進繼電保護自動化技術(shù)逐步向著智能化、計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化的方向發(fā)展。

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作者簡介

賀建偉（1977-），男，寧夏固原人，工程師，從事變電站繼電保護及其自動化、通訊及仿真領(lǐng)域的研究。