繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

徐紅軍　王亞鶴

【摘 要】電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行關(guān)系著國(guó)計(jì)民生，繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。本文分析了繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用原理，探究了該技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)中的相關(guān)策略。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；自動(dòng)化技術(shù)；電力系統(tǒng)；運(yùn)用

1.繼電保護(hù)自動(dòng)化概述

1.1繼電保護(hù)自動(dòng)化概念

電力系統(tǒng)具有較高的技術(shù)性要求，系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)必須依靠專業(yè)的技術(shù)人員和保護(hù)設(shè)施。繼電保護(hù)技術(shù)因?yàn)榭萍嫉牟粩噙M(jìn)步而改進(jìn)，在電力系統(tǒng)的安全保護(hù)方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。繼電保護(hù)裝置的作用主要是對(duì)電力系統(tǒng)安全隱患的預(yù)先防護(hù)，當(dāng)電壓不穩(wěn)或者某個(gè)環(huán)節(jié)不正常時(shí)，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)做出反應(yīng)，將存在故障的部位從整個(gè)系統(tǒng)中排除或切斷，如裝置自動(dòng)跳閘斷電等，使部分故障不能影響到其他正常環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而避免系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重危險(xiǎn)，從而提高供電系統(tǒng)的安全。有時(shí)繼電保護(hù)裝置能夠自行發(fā)出警報(bào)信號(hào)，及時(shí)提醒技術(shù)人員幫助維修和處理，必要時(shí)還要進(jìn)行停電檢修，保證供電質(zhì)量，提高運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性。

1.2繼電保護(hù)自動(dòng)化的內(nèi)容

在進(jìn)行繼電保護(hù)自動(dòng)化的過(guò)程中，需要進(jìn)行對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的全面了解。包括繼電保護(hù)的任務(wù)、保護(hù)過(guò)程發(fā)生的基本原理、該項(xiàng)裝置的具體構(gòu)成、電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求等。對(duì)于現(xiàn)在被大規(guī)模使用的繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)自動(dòng)化的最主要技術(shù)之一就是狀態(tài)檢修技術(shù)。狀態(tài)檢修是一種新型的檢修方式，與以往定期、人工等檢修方式最大的不同就在于即時(shí)性、及時(shí)性以及提前檢查性。具體來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修就是根據(jù)較為先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及相關(guān)的診斷技術(shù)所檢測(cè)出來(lái)的電力系統(tǒng)的狀態(tài)信息，來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)的設(shè)備和零部件以及相關(guān)運(yùn)行狀況進(jìn)行情況判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備和零部件以及運(yùn)行狀況的異常，來(lái)預(yù)知設(shè)備可能會(huì)發(fā)生的故障、出現(xiàn)的問(wèn)題，然后在故障和問(wèn)題發(fā)生前來(lái)進(jìn)行檢修和修理。以前的修理辦法是較為老舊的，一般情況下，電力系統(tǒng)的檢修都是按照已有的檢修規(guī)定有專門(mén)的檢修人員來(lái)進(jìn)行定期的檢修，這個(gè)周期不是具體的，可能是一個(gè)月，可能更長(zhǎng)。這樣的檢修方式具有多種弊端，技術(shù)檢修人員有可能為了一己私利不去認(rèn)真檢修，設(shè)備也可能是在非檢修期間就被破壞、發(fā)生狀況。而狀態(tài)檢測(cè)完全可以消除這些弊端。根據(jù)狀態(tài)檢修方式的自動(dòng)化、智能化以及相關(guān)人機(jī)界面，有關(guān)技術(shù)人員和檢修專家在計(jì)算機(jī)前就能夠?qū)B接到計(jì)算機(jī)的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的情況進(jìn)行觀察預(yù)測(cè)，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備存在的問(wèn)題和潛在的影響進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

2.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的技術(shù)是跳閘和報(bào)警。數(shù)字化的發(fā)展，給電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)改變。采用了數(shù)字化處理方法的繼電保護(hù)裝置，以微處理器或單片機(jī)為核心，針對(duì)不同的功能，配合相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。這種新型的元器件應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，有著傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)越性，因?yàn)樗苡梦⑻幚砥魅ヌ幚韽?fù)雜的問(wèn)題，更好的對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。從技術(shù)發(fā)展的前景看，還有改進(jìn)的空間。能實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面，接線方式更加便利。電力系統(tǒng)線路接地方式可分為小電流型和大電流型兩種。其中，小電流接地保護(hù)可以在發(fā)生故障時(shí)發(fā)出警報(bào)，不自動(dòng)斷電跳閘，系統(tǒng)運(yùn)行照常進(jìn)行。大電流接地保護(hù)能馬上斷電報(bào)警，引起電路的全面檢修，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的安全。下面對(duì)小電流接地保護(hù)進(jìn)一步研究，具體情況如下：（1）零序電壓。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，沒(méi)有零序電壓，并與三相電壓形成對(duì)稱關(guān)系，3個(gè)不同電壓表能夠獨(dú)立顯示電壓。若電力系統(tǒng)接地發(fā)生故障時(shí)，電力系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生零序電壓，自動(dòng)化繼電保護(hù)器就出立即發(fā)出警示信號(hào)。這時(shí)可以通過(guò)觀察電壓表數(shù)值來(lái)進(jìn)行故障判斷，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)電壓數(shù)值會(huì)有所下降；（2）零序電流。主要是電力系統(tǒng)接地產(chǎn)生故障時(shí)，零序電流會(huì)有所上升，其繼電保護(hù)動(dòng)作較為敏捷，能夠及時(shí)切斷電源，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；（3）零序功率。當(dāng)電力系統(tǒng)接地產(chǎn)生故障時(shí)，零序電流波動(dòng)較小，但是零序功率的方向卻發(fā)生改變，由此可對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)預(yù)測(cè)和保護(hù)

3.繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

3.1變壓器繼電保護(hù)的運(yùn)用

變電器作為重要的電力系統(tǒng)構(gòu)成部分，對(duì)電力運(yùn)行的安全有著重要的影響，要在變壓器上運(yùn)用繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)，確保變電器的安全。首先，對(duì)直接接地安裝的變壓器，運(yùn)用零序電流的技術(shù)，設(shè)置零序保護(hù)動(dòng)作，產(chǎn)生零序電流。不接地變壓器，可以運(yùn)用零序電壓保護(hù)措施。其次，對(duì)變壓器進(jìn)行短路保護(hù)，在變壓器電源兩邊電流和時(shí)間元件中，安裝過(guò)電流繼電保護(hù)器，電流原件運(yùn)行到不能承載時(shí)，保護(hù)裝置可以自動(dòng)跳閘斷電，從而通過(guò)過(guò)電流繼電保護(hù)技術(shù)保護(hù)電力系統(tǒng)的安全。還可以通過(guò)變壓器阻抗元件進(jìn)行阻抗繼電保護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，保護(hù)的原理和上述一樣。

3.2發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的運(yùn)用

發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)的作用毋庸置疑，是核心重點(diǎn)的保護(hù)對(duì)象。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用主要是兩個(gè)方面。首先，重點(diǎn)對(duì)發(fā)電機(jī)失磁故障進(jìn)行保護(hù)。將發(fā)電機(jī)的相位、電流、中性點(diǎn)結(jié)合在一起，綜合對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)。如果發(fā)電機(jī)單向接地產(chǎn)生電流過(guò)大時(shí)，可以實(shí)行接地保護(hù)裝置保護(hù)的方式。若發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)生短路，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)故障位置溫度有所上升，絕緣層受到損壞，對(duì)發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行造成威脅，因此必須在定子繞組內(nèi)安裝匝間保護(hù)裝置，對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)生短路故障進(jìn)行有效的保護(hù)；其次，實(shí)行備用保護(hù)。若發(fā)電機(jī)定子繞組出現(xiàn)負(fù)荷較低現(xiàn)象，保護(hù)裝置就會(huì)立即跳閘切斷電源，發(fā)揮警報(bào)信號(hào)，甚至存在反時(shí)限的現(xiàn)象；利用過(guò)電保護(hù)措施，對(duì)發(fā)電器的外部短路故障進(jìn)行良好的保護(hù)，避免短路對(duì)發(fā)電機(jī)的破壞；過(guò)電壓主要是為了避免發(fā)電機(jī)在負(fù)荷較低情況下發(fā)生絕緣擊穿現(xiàn)象。

3.3母線繼電保護(hù)的運(yùn)用

母線繼電保護(hù)主要分為兩種，即差動(dòng)保護(hù)和相位對(duì)比保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)主要是把變化和特點(diǎn)都一致電流互感器設(shè)置在系統(tǒng)母線元件上，當(dāng)其二次繞組與系統(tǒng)母線兩端的端子進(jìn)行連接之后，再把繼電保護(hù)器安置在系統(tǒng)母線差動(dòng)位置上。相位對(duì)比保護(hù)主要是通過(guò)相位的對(duì)比方式，以提高系統(tǒng)母線保護(hù)有效性。在大電流接地過(guò)程中，系統(tǒng)母線保護(hù)通過(guò)三相連接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題后的處理措施

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的大力推廣，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)起到了良好的保護(hù)效果。自動(dòng)化保護(hù)裝置有著高效的保護(hù)性能，計(jì)算機(jī)技術(shù)在該技術(shù)上的應(yīng)用和改進(jìn)，使自動(dòng)化保護(hù)裝置可以完成大量人工費(fèi)力完成的工作，節(jié)約人力和物力，提高工作的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。該技術(shù)可以迅速和高效的應(yīng)對(duì)突發(fā)事故，對(duì)故障的發(fā)現(xiàn)、判斷、排除、解決等方面發(fā)揮了巨大的作用。當(dāng)然，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中也存在著不完善地方，影響了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置可能發(fā)生誤報(bào)，引起不必要的斷電損失，或者破壞電力系統(tǒng)的零件。因此，我們技術(shù)人員必須加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的檢查、維修，及時(shí)校正，排除故障和隱患。

在實(shí)際運(yùn)行中，針對(duì)已發(fā)生事故，我們可以采取以下幾種解決措施：①逆序檢查：主要針對(duì)保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法找出事故發(fā)生原因，則可以根據(jù)事故結(jié)果、微機(jī)事件記錄等，逐級(jí)檢查，直至找到問(wèn)題根源；②順序檢查：主要應(yīng)用在繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)和邏輯問(wèn)題，不能正常運(yùn)行的情形，可以通過(guò)外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值核對(duì)、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等，（下轉(zhuǎn)第181頁(yè)）（上接第31頁(yè)）有效準(zhǔn)確的獲取故障根源；③整組試驗(yàn)：主要在于檢查保護(hù)裝置的整體動(dòng)作邏輯、反應(yīng)時(shí)間，確保規(guī)定時(shí)間內(nèi)可以處理發(fā)生的故障?？傊?，自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)中，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全隱患，能有效的做出應(yīng)急措施防止危害進(jìn)一步惡化，提升整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，我們要合理利用這項(xiàng)技術(shù)，并在實(shí)踐中不斷加以完善和改進(jìn)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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