對(duì)于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的探究

付思毛

摘 要：文章從電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化的概述出發(fā)，闡述了繼電保護(hù)自動(dòng)化的基本特征，分析了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，最后對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；自動(dòng)化

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，國(guó)網(wǎng)建設(shè)給我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)提供必要保障，而其在電力建設(shè)中自動(dòng)化技術(shù)的推廣應(yīng)用，能夠有效地保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性。尤其把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置后，進(jìn)一步提升了繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化水平，使其穩(wěn)定性和安全性有很大提升。

1 繼電保護(hù)自動(dòng)化的概述

1.1 原理與類型

（1）工作原理：在繼電保護(hù)裝置中主要由三個(gè)模塊構(gòu)成：測(cè)量、邏輯和執(zhí)行模塊，首先，測(cè)量模塊接收傳輸信號(hào)，并將測(cè)量值與固定值進(jìn)行比較；其次，比較結(jié)果反饋到邏輯模塊，繼電器邏輯模塊根據(jù)接收裝置發(fā)送輸出特性、序列、大小相關(guān)參數(shù)值，根據(jù)邏輯值計(jì)算出邏輯值，判斷動(dòng)作是否合理，最后，激勵(lì)動(dòng)作或靜態(tài)動(dòng)作信號(hào)被發(fā)送到執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊根據(jù)信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作。

（2）繼電器類型：主要分為感應(yīng)型、靜態(tài)型、電磁型等，而按照繼電器的功能主要分為輔助和測(cè)量型，其中輔助繼電器功能是保護(hù)電力系統(tǒng)；測(cè)量繼電器用于測(cè)量電量的變化。

1.2 繼電保護(hù)自動(dòng)化的作用

（1）保障電力長(zhǎng)期的穩(wěn)定供應(yīng)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的維護(hù)水平的提升，通過(guò)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可以更加高效的維護(hù)電力系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效穩(wěn)定性。

（2）保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，該裝置能及時(shí)的檢測(cè)到故障并發(fā)送跳閘指令，從而保證電力系統(tǒng)和其他部分的正常運(yùn)行，同時(shí)提高用電穩(wěn)定性。

（3）降低電力系統(tǒng)的負(fù)面影響，尤其能夠有效避免電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，進(jìn)而避免電力系統(tǒng)的故障帶來(lái)的不利影響。

（4）更好促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)裝置，不僅能夠促進(jìn)社會(huì)的和諧與穩(wěn)定的提升，還能夠更加滿足社會(huì)對(duì)電力依賴日益增強(qiáng)的需求，因?yàn)橐坏╇娏ο到y(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)直接影響到社會(huì)的正常發(fā)展。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化的基本特征

繼電保護(hù)裝置不僅可以使相關(guān)部分裝置的損失降到最低，同時(shí)還可進(jìn)行故障的調(diào)節(jié)。因此，繼電保護(hù)自動(dòng)化具有以下特點(diǎn)：

（1）及時(shí)性。

當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，為避免損失的擴(kuò)大，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置會(huì)快速地進(jìn)行相關(guān)操作，及時(shí)隔離故障。

（2）選擇性。當(dāng)電力系統(tǒng)故障時(shí)，為保障無(wú)故障區(qū)域的正常供電，那么繼電保護(hù)裝置需要在最小范圍內(nèi)進(jìn)行故障的消除，盡可能減少停電的范圍，以確保電力系統(tǒng)無(wú)故障區(qū)域能夠正常運(yùn)作。

（3）靈敏性。為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能夠靈敏的做出反應(yīng)來(lái)保證系統(tǒng)的安全。

（4）可靠性。繼電保護(hù)有相應(yīng)的操作規(guī)定范圍，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)了故障問(wèn)題時(shí)，在繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的操作范圍內(nèi)，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的操作動(dòng)作，而在操作范圍外時(shí)，繼電保護(hù)裝置不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作操作，體現(xiàn)了繼電保護(hù)的可靠性。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 發(fā)電機(jī)保護(hù)的應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成設(shè)備，發(fā)電機(jī)的作用也十分重要，因此，要重視發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)工作：（1）重點(diǎn)保護(hù)：發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路，將導(dǎo)致故障發(fā)電機(jī)溫升的位置，絕緣層被破壞，就會(huì)影響發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，因此，保護(hù)裝置要安裝在定子繞組的匝間，對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組實(shí)施有效保護(hù)；發(fā)電機(jī)相電流與中性的有效結(jié)合，縱差保護(hù)模式的形成，對(duì)于發(fā)電機(jī)的保護(hù)；但發(fā)電機(jī)單相接地電流超過(guò)規(guī)定值，可以安裝發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)接地保護(hù)裝置；（2）備用保護(hù)。如果發(fā)電機(jī)定子繞組負(fù)載低，那么保護(hù)裝置需要及時(shí)切斷電源，并報(bào)警；利用過(guò)電措施，對(duì)發(fā)電機(jī)外部短路故障保護(hù)發(fā)電機(jī)以避免短路損壞；過(guò)電壓主要是為了避免發(fā)電機(jī)絕緣低負(fù)荷工況下的故障現(xiàn)象。

3.2 母線保護(hù)的應(yīng)用

對(duì)于母線的保護(hù)主要有相位對(duì)比保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)，其差動(dòng)保護(hù)是把電流互感器安裝到總線的器件，如果是一個(gè)小電流接地，應(yīng)建立及時(shí)系統(tǒng)母線保護(hù)，兩相連接保護(hù)目的的有效利用；如果總線側(cè)端連接兩繞組，在這種情況下，在繼電保護(hù)裝置的方法安裝、繼電保護(hù)及三相連接的有效利用。相位對(duì)比度保護(hù)，是利用保護(hù)系統(tǒng)之間的相位對(duì)比，提高總線的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 線路接地保護(hù)應(yīng)用

整個(gè)電力系統(tǒng)的線路非常復(fù)雜和繁瑣，主要可以分為小電流和大電流接地。其中，采用大電流接地方式，就要立即切斷電源，避免接地故障帶來(lái)的嚴(yán)重影響。在零序功率的情況下，接地故障發(fā)生時(shí)，方向會(huì)發(fā)生變化，零序電流不會(huì)波動(dòng)過(guò)大。如果在這種情況下的零序電壓，該系統(tǒng)運(yùn)行正常，基本上不存在零序電壓和繼電保護(hù)裝置，可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，技術(shù)維護(hù)人員能夠及時(shí)到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)，我們可以確定是否發(fā)生接地故障時(shí)，通過(guò)電壓表數(shù)分析，如果接地故障時(shí)，電壓值將減少。在零序電流條件下，如果線路接地故障，零序電流會(huì)很快上升，相應(yīng)的繼電器動(dòng)作很靈敏，則電源應(yīng)及時(shí)切斷。

3.4 變壓器保護(hù)應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)總的重要元件，變壓器的運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性有著關(guān)鍵作用。所以，要加強(qiáng)變壓器的繼電保護(hù)工作：（1）短路保護(hù)。變壓器短路保護(hù)主要是過(guò)電流和阻抗保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)主要是過(guò)電流繼電器安裝在電源兩側(cè)的電流和時(shí)間分量，當(dāng)電流元件運(yùn)行一定的時(shí)間，就會(huì)跳閘并切斷電源。阻抗繼電保護(hù)主要用于保護(hù)變壓器的阻抗元件，當(dāng)阻抗元件經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，就會(huì)跳閘并切斷電源，對(duì)變壓器起到很大的保護(hù)作用；（2）瓦斯保護(hù)。變壓器油箱出現(xiàn)故障時(shí)，油、絕緣材料在故障電弧中分解，形成有害氣體。由于變壓器故障的焦點(diǎn)，當(dāng)油箱破裂時(shí)，它可以及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，切斷變壓器的電源，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；（3）接地保護(hù)。接地變壓器的保護(hù)采用零序電流保護(hù)，變壓器兩側(cè)設(shè)置零序保護(hù)動(dòng)作。對(duì)于不接地變壓器的保護(hù)，應(yīng)采用零序電壓保護(hù)。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 一體化發(fā)展趨勢(shì)

基于網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能集成的電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置是發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過(guò)智能管理和控制自己的關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)，可以看作是一個(gè)計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)的終端部分，每個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，不僅基本的電路保護(hù)功能，而且還可以為工人提供設(shè)備運(yùn)行的詳細(xì)信息，使工人可以遠(yuǎn)程控制它，做一些日常工作，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能和繼電保護(hù)裝置的保護(hù)，集成控制、測(cè)量于一體。

4.2 智能化發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，在各行業(yè)當(dāng)中智能化的設(shè)備層出不窮，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)也發(fā)揮著不可替代的作用，應(yīng)用人工智能技術(shù)的微機(jī)繼電保護(hù)的技術(shù)和設(shè)備，能使得繼電保護(hù)技術(shù)更加完美，功能更加強(qiáng)大。其中最具特色的是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由于其自身的優(yōu)點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地判斷故障的類型，因此智能化的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)將得到了廣泛的應(yīng)用。

4.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

在計(jì)算機(jī)的不斷應(yīng)用下，我們可把繼電保護(hù)裝置當(dāng)成是一種智能化的且擁有多功能的小型計(jì)算機(jī)設(shè)備，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置會(huì)慢慢通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息獲取設(shè)備故障。在網(wǎng)絡(luò)情況下，設(shè)備可以通過(guò)繼電保護(hù)裝置將故障信息自動(dòng)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)控制中心。另外，該網(wǎng)絡(luò)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的監(jiān)控、反饋和控制，大大降低了工作難度和工作量，提高了工作效率和工作質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大促進(jìn)了國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中加大科學(xué)技術(shù)投資應(yīng)用，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化能力。而繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的檢查哨，對(duì)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮重要作用。因此，加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，才能更好的促進(jìn)電力行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

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