繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

閻國明

摘 要：隨著當前國家建設(shè)逐漸深入，大眾用電需求日漸提升，在該種環(huán)境背景下強化發(fā)展電力系統(tǒng)成為了政府關(guān)注的焦點工作，尤其是現(xiàn)今電力系統(tǒng)運行負荷快速增加之下促使電力系統(tǒng)具備可靠性以及相應(yīng)的安全性就顯得至關(guān)重要，繼電保護自動化（英文簡稱RPAN）技術(shù)則能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)給予安全保障，更加能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后予以故障元件的及時隔離，確保其他部件有效正常運行，最大化降低了電力系統(tǒng)方面故障損失。該文基于此就RPAN技術(shù)進行著手分析，之后對RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)作用予以研究，最后探討RPAN技術(shù)具體應(yīng)用于電力系統(tǒng)，以期為后續(xù)關(guān)于RPAN技術(shù)方面研究提供理論上的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：繼電保護自動化技術(shù) 電力系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0037-02

一般電力系統(tǒng)建立在系統(tǒng)母線以及配電和相應(yīng)的電氣設(shè)備等基礎(chǔ)上，這些構(gòu)成要素對于電力系統(tǒng)可靠性運行有著至關(guān)重要的影響作用，但是在日常電力系統(tǒng)實際運行環(huán)節(jié)中，子系統(tǒng)常常會由于外部環(huán)境因素等出現(xiàn)故障，引發(fā)電力設(shè)備被大量破壞，尤其是對于電力系統(tǒng)相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量起到了較大的消極影響，因此控制子系統(tǒng)故障是當前各個電力企業(yè)關(guān)注的焦點，而將RPAN技術(shù)應(yīng)用其中則能夠在0.1 s時間里快速將故障子系統(tǒng)線路切斷，將故障損失降到了最低。

1 初探RPAN技術(shù)

通常來講，電網(wǎng)在實際運行中如果能夠保證較好的可靠性以及穩(wěn)定性，則其供電質(zhì)量也會相應(yīng)提高，因而對于電力系統(tǒng)的保障不僅僅是集中在管理層面上，還應(yīng)該是關(guān)注技術(shù)層面，RPAN技術(shù)本質(zhì)上包含檢測系統(tǒng)能夠利用強制跳閘命令以及相應(yīng)的發(fā)警報等方式將故障予以快速隔離以及有效切除。尤其是在當前電力工業(yè)快速發(fā)展環(huán)境背景下將RPAN技術(shù)添加其中并得以良好利用較為重要。RPAN技術(shù)中具體包含了五大單元，分別是取樣單元以及鑒別單元和相應(yīng)的處理單元、信號及執(zhí)行單元。其中取樣單元對電力系統(tǒng)中被保護相關(guān)線路予以有效取樣，之后鑒別單元進行取樣線路信號鑒別，有中間以及時間和相應(yīng)的電流3種繼電器對鑒別信號進行信息處理并進入到信號單元，如果發(fā)現(xiàn)故障則執(zhí)行單元依據(jù)故障采取相應(yīng)操作行為[1]?？梢哉fRPAN技術(shù)實際工作原理對于電力系統(tǒng)予以了實時調(diào)整修正并對其進行保護。

2 探析RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)作用

在了解了RPAN技術(shù)之后探討其應(yīng)用于電力系統(tǒng)重要作用，主要是體現(xiàn)在以下3方面：其一是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠?qū)Ξ斍半娏ο到y(tǒng)實際運行予以實時性以及有效性監(jiān)控，尤其是能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中相關(guān)子系統(tǒng)以及設(shè)備中電流、電壓狀況進行準確及時反應(yīng)，管理人員由此對電力設(shè)備是否運行正常以及電力系統(tǒng)是否有效運行進行科學(xué)合理判斷；其二是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠最大化給予電力系統(tǒng)保護，一般來講在以往電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生時一處線路損壞直接會促使其他線路斷開或者是燒毀，由一處蔓延至多處故障較常發(fā)生，針對該種狀況引入RPAN技術(shù)，當電力系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)故障時能夠準確發(fā)現(xiàn)故障元件，并可以將相連故障元件的線路進行切斷，該操作由電路器實際產(chǎn)生指令，指令行為集中在跳閘命令以及切斷命令，電力系統(tǒng)中故障元件一旦被及時隔開則其他子系統(tǒng)仍然能夠較好地運行下去，更不會因此損毀，因此從該層面上講RPAN技術(shù)能夠最大化給予電力系統(tǒng)安全保護；其三是應(yīng)用RPAN技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)予以智能化控制，RPAN技術(shù)本質(zhì)上屬于智能技術(shù)一種，當前社會發(fā)展以及科技創(chuàng)新較為快速，在該種環(huán)境之下電力工業(yè)也需要將高新技術(shù)融入其中，而智能化的RPAN技術(shù)完全是新時代的產(chǎn)物，將其應(yīng)用其中智能化保護操作對于以往電力保護中人力以及物力的大量耗費也能夠予以較好回避，促使電力系統(tǒng)在智能技術(shù)保護下為大眾帶來優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)[2]。

3 探析電力系統(tǒng)具體RPAN技術(shù)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于保護母線

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)體現(xiàn)在保護母線方面，具體來講，對于母線予以的保護通常集中在差動保護和相應(yīng)的相位保護兩方面，RPAN技術(shù)對母線相位保護是指利用對比相位進而將母線有效性、可靠性大大提高，而差動保護則是將電流相應(yīng)互感器于母線元件中予以設(shè)置，前提是設(shè)置其中的互感器需要是具備統(tǒng)一變化特點，在將二次繞組和相應(yīng)的母線側(cè)端子予以連接后將互感器安置于差動區(qū)域，尤其是在大電流實際接地環(huán)節(jié)中，利用三相連接則能夠?qū)δ妇€起到較好保護作用，如果是小電流實際接地則母線保護需要是集中在相間短路并利用兩相連接，進而對母線起到保護作用[3]。

3.2 應(yīng)用于保護發(fā)動機

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)還體現(xiàn)在保護發(fā)動機方面，具體來講，電力系統(tǒng)較為關(guān)鍵部分集中在發(fā)動機上，發(fā)動機如果穩(wěn)定以及安全運行能夠直接影響到電力系統(tǒng)有效性，RPAN技術(shù)對于發(fā)動機予以的保護則分為兩種：其一為重點性保護，發(fā)動機最常見的故障則是定子組匝間短路，短路區(qū)域常常溫度較高，而其絕緣層也會由于高溫出現(xiàn)破損，最終對發(fā)動機運行產(chǎn)生消極影響，而利用將保護匝間裝置安置于定子繞組則能夠避免定子組出現(xiàn)匝間實際短路狀況；此外電動機在進行單相接地環(huán)節(jié)中如果流經(jīng)的電流大于規(guī)定值，同樣可以將保護接地裝置予以有效安裝，進而繼電保護發(fā)動機將發(fā)動機相位以及電流和相應(yīng)的中性點予以結(jié)合則可以形成有效縱連發(fā)動機保護；其二為備用性保護，發(fā)動機在較低負荷狀態(tài)下較容易出現(xiàn)絕緣擊穿狀況，而采取發(fā)動機方面電壓保護則能夠?qū)⒃搯栴}予以良好回避；此外RPAN技術(shù)予以的電壓保護也能夠避免發(fā)動機出現(xiàn)破損短路現(xiàn)象，一旦在較低負荷狀態(tài)下出現(xiàn)定子繞組故障則RPAN技術(shù)切斷電源同時也會發(fā)出及時報警[4]。

3.3 應(yīng)用于保護變壓器

現(xiàn)今將RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)除了體現(xiàn)在上述兩方面之外，還體現(xiàn)在保護變壓器方面，具體來講，變壓器同樣也是當前電力系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)成，而RPAN技術(shù)給予變壓器的實際保護則體現(xiàn)在兩方面：其一是短路方面良好保護，變壓器出現(xiàn)短路狀況較為常見，而保護其不受短路問題困擾則集中在對變壓器過電流以及相應(yīng)阻抗予以有效繼電保護，其中繼電保護阻抗依托于阻抗元件賦予其保護功能，阻抗元件一定時間段運行過后會予以電源自動切斷，進而實現(xiàn)保護電力系統(tǒng)變壓器實際目的；而其中繼電保護過電流則是于變壓器兩側(cè)區(qū)域時間元件和電源中予以保護電流裝置實際安裝，電流元件和相應(yīng)的時間元件一定時間段運行過后也會予以電源自動切斷，進而實現(xiàn)保護電力系統(tǒng)變壓器實際目的。其二是瓦斯方面良好保護，變壓器產(chǎn)生油箱破損后故障電弧促使油箱中的油和相應(yīng)的絕緣材質(zhì)不斷分解，在該種狀態(tài)下極易生成有害氣體，如果不對瓦斯進行良好保護很容易引起重大經(jīng)濟以及人員損失，而依托RPAN技術(shù)保護瓦斯則能夠在油箱破損之后產(chǎn)生及時保護啟動動作，即切斷變壓器實際電源并發(fā)出警報，相關(guān)維護人員也會在警報信息發(fā)出之后快速對故障區(qū)域予以有效處理[5]。

3.4 應(yīng)用于線路保護

RPAN技術(shù)引入電力系統(tǒng)還體現(xiàn)在線路保護方面，具體來講，從電力系統(tǒng)本質(zhì)上講其具備較為復(fù)雜錯綜內(nèi)部線路構(gòu)造，線路可以說是整個電力系統(tǒng)能夠運行的重要載體，無論是發(fā)動機還是相應(yīng)的變壓器等沒有了線路連接即使其設(shè)備功能性再強也無法良好運行，由此可見對于線路保護的重要性，而對于線路的實際保護主要是集中在線路實際接地環(huán)節(jié)中的良好保護，現(xiàn)今線路在實際接地環(huán)節(jié)中強化接地線路良好保護需要開展以下有效保護措施：其一是增加零序功率，一旦出現(xiàn)接地故障改變零序功率實際方向，一般零序功率具備較小波動，因此能夠?qū)崿F(xiàn)保護和有效預(yù)測接地故障；其二是增加零序電流，一旦出現(xiàn)接地故障可以快速提升零序電流，此過程操作具備敏感性能夠及時予以電源切斷并良好保護電力系統(tǒng)；其三是增加零序電壓，通常電力系統(tǒng)穩(wěn)定正常操作環(huán)節(jié)中并無相應(yīng)零序電壓的產(chǎn)生，一旦出現(xiàn)接地故障則會相應(yīng)產(chǎn)生零序電壓，快速降低零序電壓并快速報警為有效措施，而相應(yīng)維護人員也會在接收報警之后對電壓表數(shù)予以觀察和相應(yīng)判斷，最終確定具體接地故障?？偨Y(jié)來講，RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)展現(xiàn)了其智能化的發(fā)展趨勢，尤其是近些年智能化人工技術(shù)快速普及并得到了各個領(lǐng)域的認可，將RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)僅僅是其作用的部分展現(xiàn)，RPAN技術(shù)還可以更為廣泛地應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的遺傳算法、邏輯計算機等等中，對于故障檢查識別具有積極的影響作用，該文中將RPAN技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)接地線路以及變壓器和相應(yīng)的發(fā)動機等保護中最終也促使了電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定有效[6]。

4 結(jié)語

綜上分析可知，從RPAN技術(shù)故障檢測功能來講將其比作是電力系統(tǒng)的“守護哨兵”一點也不為過，通過將RPAN技術(shù)實際地引入到電力系統(tǒng)中則能夠?qū)ζ淠妇€以及相應(yīng)發(fā)動機和變壓器、接地線路進行運行安全保障，促使電力系統(tǒng)在智能化監(jiān)督控制中得以穩(wěn)定操作，一方面將電力系統(tǒng)整體服務(wù)可靠性大大提高；另一方面也給予大眾優(yōu)越的用電環(huán)境，而該文對于電力系統(tǒng)實際應(yīng)用RPAN技術(shù)進行分析旨在為現(xiàn)今以及未來電力系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展獻出自己的一份研究力量。

參考文獻

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