電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

葛彥昭

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行必須根據(jù)用電需求不斷調(diào)整，否則會(huì)因故障而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，給企業(yè)造成巨大損失。因此，必須優(yōu)先解決用電需求的問題，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以，通過研究繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，解決可能引起故障的繼電保護(hù)裝置存在的問題。

1 繼電保護(hù)策略

繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，隨著科學(xué)技術(shù)的推廣，繼電保護(hù)技術(shù)功能得到了改善。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)始于20世紀(jì)90年代，主要涉及三個(gè)要素。

（1）計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)運(yùn)算以及邏輯處理能力極強(qiáng)，可以時(shí)刻監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，精準(zhǔn)檢測各項(xiàng)參數(shù)。

（2）終端控制

終端控制及其安裝在變電站內(nèi)，它負(fù)責(zé)保護(hù)記錄儀的接口，以獲得最及時(shí)的用電信息，檢測電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況并生成故障報(bào)告，同時(shí)也負(fù)責(zé)接收事故報(bào)告，并及時(shí)監(jiān)控技術(shù)人員的工作狀態(tài)，同時(shí)及時(shí)監(jiān)控和上傳各種異常情況。

（3）網(wǎng)絡(luò)及調(diào)度支持

繼電保護(hù)需要網(wǎng)絡(luò)連接和調(diào)度的支持，這樣才能實(shí)現(xiàn)資源共享，確保系統(tǒng)不被故障所影響[1]。

2 技術(shù)應(yīng)用

（1）線路接地保護(hù)

電網(wǎng)系統(tǒng)布線非常復(fù)雜，接地方法存在很大的差別。電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方式主要分為高電流和小電流兩種類型。在前者的接地方法中，處理電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的方法是切斷電源，后者則確定所述的繼電裝置發(fā)送的報(bào)警信號(hào)，確定出現(xiàn)的故障，同時(shí)在一定的時(shí)間對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障盡快處理。

如果當(dāng)前的接地架構(gòu)是一個(gè)單相的接地結(jié)構(gòu)，可以視為A相接地，接地點(diǎn)會(huì)流過B，C電容器和所述的零相電流。經(jīng)過分析，A相電壓呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，故障電流壓降為0。根據(jù)B相電壓的分析，可以得出該狀態(tài)下的小電阻電壓非常小，可以直接忽略。

三相電壓的線電壓值是相對(duì)來講對(duì)稱的，其相電壓值大約是后電壓值的兩倍。因此，可以在特定計(jì)算的過程中選擇對(duì)稱分量方法，并且可以推斷出相位的實(shí)時(shí)方向。因此，在發(fā)生故障時(shí)，在A相接地的情況下，線路故障和接地故障會(huì)同步跳閘。因此，必須根據(jù)接地故障的類型選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，主要包括以下幾點(diǎn)。

①零相功率。接地故障發(fā)生時(shí)的功率方向變化，零相功率電流相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)不嚴(yán)重，能夠預(yù)測電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，而且可以保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

②零序電流。在系統(tǒng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，零序電流會(huì)短時(shí)間內(nèi)迅速增加，繼電保護(hù)裝置可以在一定時(shí)間內(nèi)切斷電源。

③零序電壓。零序電壓主要發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，因此，需要根據(jù)繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行處理。因此，工作人員應(yīng)詳細(xì)觀察電壓表，并根據(jù)顯示值了解故障特征。通常，低于正常值的電壓值表示發(fā)生了接地故障，因此，必須盡快處理故障[2]。

（2）變壓器繼電保護(hù)

變壓器的保護(hù)主要包括以下幾項(xiàng)要點(diǎn)：

①短路保護(hù)

短路保護(hù)分為兩種不同形式的阻抗和過流，前者主要是阻抗分量。該部件根據(jù)操作時(shí)間的長度確定是否需要切斷電源，從而可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)電壓裝置的目的。后者主要是指在電流元件中安裝繼電器裝置，電流元件根據(jù)運(yùn)行時(shí)間確定是否需要切斷電源。

②油箱保護(hù)

當(dāng)變壓器油箱的溫度偏離正常狀態(tài)時(shí)，絕緣材料會(huì)出現(xiàn)油氣分解的現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。因此，需要通過氣體保護(hù)啟動(dòng)保護(hù)裝置切斷電源，并發(fā)出警報(bào)信號(hào)以提示工作人員盡快檢測并處理故障。

③接地保護(hù)

根據(jù)變壓器是否接地進(jìn)行不同的處理。如果沒有接地則選擇零序電壓，并在接地時(shí)選擇零序電流。

④發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)

由于發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全密切相關(guān)，因此，必須保護(hù)發(fā)電機(jī)的繼電設(shè)備。當(dāng)發(fā)電機(jī)短路時(shí)，故障部件的溫度變得高于正常值并且絕緣層損壞，因此，必須在繞組之間安裝繼電保護(hù)裝置，使定子繞組始終處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。另外，如果單相接地電流存在偏差，則需要將相位與繼電保護(hù)設(shè)備的中心點(diǎn)相匹配，以達(dá)到垂直差動(dòng)保護(hù)的目的。

（3）備用保護(hù)

備用保護(hù)的主要形式是防止過壓，以防止設(shè)備發(fā)生故障，尤其是在負(fù)載較低時(shí)，這種類型的保護(hù)可以防止由于短路故障而導(dǎo)致?lián)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)并在低負(fù)載的條件下自動(dòng)關(guān)閉電源，并以報(bào)警的形式反饋給工作人員以便于技術(shù)處理故障。

（4）母線繼電保護(hù)

母線保護(hù)分為兩種不同的類型。

①相位保護(hù)可以提高母線的可靠性。

②差動(dòng)保護(hù)。由變壓器連接到母線元件的操作模式可以將連接的終端和繞組附加在該繼電保護(hù)裝置中，所述安裝位置為母線差動(dòng)單元。對(duì)于大電流和小電流的兩個(gè)不同的接地方法，通常采取三相和兩相的方法。電站駕駛員在操作的過程中，通過220kV變壓器恢復(fù)操作測試，但有絕緣開關(guān)在一個(gè)特定的操作過程中是關(guān)閉狀態(tài)，因此，總開關(guān)被接通需要在220 kV保護(hù)電壓的情況下進(jìn)行操作[3]。

3 結(jié)語

目前，由于企業(yè)的電力需求很高，導(dǎo)致電力公司規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力公司在市場上的數(shù)量不斷增加，而在這種情況下，企業(yè)的管理難度很大。

因此，需要保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本文采用繼電器自動(dòng)化技術(shù)，以該技術(shù)的原理和適用標(biāo)準(zhǔn)在短時(shí)間內(nèi)處理各種障礙，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。