電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應用與實現(xiàn)

牟欣培

摘 要：闡述了繼電保護自動化技術(shù)的原理，分析了繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的意義，并在此基礎上，結(jié)合工作實踐經(jīng)驗，探討和分析了電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的具體應用和實現(xiàn)方式。

關鍵詞：繼電保護裝置；電力系統(tǒng)；電網(wǎng)；線路故障

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.132

隨著我國智能電網(wǎng)建設的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用程度越來越高，繼電保護自動化技術(shù)在近年來的應用也越來越成熟。但因電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有復雜性，在應用實踐中仍存在一些待解決的問題。因此，筆者結(jié)合工作實踐，就電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術(shù)的應用問題進行探討和分析。

1 繼電保護自動化技術(shù)的原理分析

電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、可靠性會直接影響供電質(zhì)量。因此，要想有效避免電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障或其他特殊情況，就要在技術(shù)和管理兩個層面提供保障。繼電保護自動化是采用成熟的繼電保護技術(shù)檢測系統(tǒng)中可能存在的風險，并通過發(fā)警報、跳閘命令等方式切除或隔離故障的一種保護措施。隨著電力工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化繼電保護技術(shù)日漸成熟。繼電保護的工作原理如圖1所示。在監(jiān)控系統(tǒng)中，通過采集保護對象的信息和掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可為決策提供可靠的依據(jù)，實時修正、調(diào)整相應繼電保護裝置的保護功能和保護定值，從而確保保護裝置可靈活處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題。

圖1 繼電保護工作原理框圖

2 應用繼電保護自動化技術(shù)的現(xiàn)實意義

2.1 增強了智能化管理特性

對于電力企業(yè)而言，電網(wǎng)技術(shù)自動化、管理控制模式的智能化是未來的發(fā)展方向。繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應用，不僅是電力系統(tǒng)自動化水平提高的具體體現(xiàn)，也是推動我國智能電網(wǎng)建設的重要方面。繼電保護自動化技術(shù)通過采集、分析電網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)、排除電網(wǎng)中的安全隱患，不僅可節(jié)省人力、物力，還可保障電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和提高電能質(zhì)量。

2.2 擴大了網(wǎng)絡化更新空間

以計算機為基礎的現(xiàn)代信息技術(shù)是繼電保護自動化技術(shù)建立的基礎。因此，網(wǎng)絡化發(fā)展為電力系統(tǒng)的遠程控制提供了必要條件，為繼電保護技術(shù)提供了發(fā)展空間。運用網(wǎng)絡化的繼電保護自動化裝置可使整個電網(wǎng)系統(tǒng)處于高度可控的模式中。因此，在電力系統(tǒng)中應用繼電保護自動化技術(shù)將使其更加穩(wěn)定、安全。

2.3 促進了自適應技術(shù)發(fā)展

近年來，自適應技術(shù)推動了繼電保護自動化技術(shù)的發(fā)展。自適應技術(shù)能迅速處理電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障。因此，運用該技術(shù)給電力工作者帶來了便利，使工作程序更加簡化，有助于電力企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。而繼電保護自動化技術(shù)的發(fā)展也帶動了自適應技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使自適應技術(shù)不斷升級、優(yōu)化。

3 繼電保護自動化技術(shù)的應用和實現(xiàn)方式

3.1 在母線保護中的應用

母線繼電保護主要包括相位對比保護和差動保護。其中，相位對比保護是指通過相位對比的方式，提高系統(tǒng)保護的可靠性和有效性；差動保護是將特點和變化都相同的電流互感器設置在母線元件上，當系統(tǒng)母線側(cè)邊端子與二次繞組連接后，再將繼電保護裝置安裝在系統(tǒng)母線差動位置。在大電流接地過程中，可通過三相連接的方式實現(xiàn)繼電保護；在小電流接地過程中，可在相間短路中設置系統(tǒng)母線保護，再通過兩相連接的方式實現(xiàn)繼電保護。

3.2 在變壓器保護中的應用

在電力系統(tǒng)中，對變壓器的保護直接關系著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，可采取以下3種措施保護變壓器：①接地保護。其實現(xiàn)方式為利用零序電流保護接地的變壓器和采取零序電壓保護不接地的變壓器。②瓦斯保護。對于變壓器而言，瓦斯屬于重點保護對象。如果變壓器發(fā)生故障，則與之相關的油、絕緣材料等都將因電弧分解而產(chǎn)生毒氣。因此，遇到上述情況時，應采用零電壓保護，并切斷電源和發(fā)出警報。③短路保護。它是指通過阻抗和電流保護變壓器的方式。

3.3 在發(fā)動機保護中的應用

發(fā)電機是電力系統(tǒng)的重要組成部分，通過應用繼電保護自動化技術(shù)，可保障發(fā)電機的安全、穩(wěn)定運行，這是目前電力企業(yè)的基本做法。具體應用方式分為重點保護和備用保護：①重點保護。比如，在定子繞組內(nèi)安裝匝間保護裝置和發(fā)電機的單相接地保護，可防止發(fā)電機發(fā)生故障。②備用保護。比如過電壓保護策略，可防止因線路短路而破壞發(fā)電機。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性對提高人們的生活質(zhì)量、維持工業(yè)生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)具有重要意義。因此，加強繼電保護自動化的應用、提高電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平，對保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和提高供電質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用和發(fā)展既依賴于現(xiàn)有技術(shù)，又取決于廣大電力工作者自身的業(yè)務水平。只有本著與時俱進的思想，在工作中積累經(jīng)驗、積極探索，才能更好地應用該技術(shù)，并推動其發(fā)展。

參考文獻

[1]胡漢梅，鄭紅，趙軍磊，等.基于配電網(wǎng)自動化的多Agent技術(shù)在含分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護中的研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011（11）.

[2]黃為婷.電力系統(tǒng)中自動化與繼電保護設備的可靠性[J].電子制作，2013（24）.

〔編輯：張思楠〕