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

李繆海

摘 要：在電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，繼電保護(hù)裝置有著舉足輕重的重要作用，其能夠保護(hù)系統(tǒng)更安全可靠的運(yùn)行。電力系統(tǒng)在確保輸電安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，還要求提高電力調(diào)度效率，而繼電保護(hù)裝置就能夠更好的保障電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。倘若輸電線路突然中斷或是出現(xiàn)了輸電異常時(shí)，甚至是電力系統(tǒng)的運(yùn)行過載等，繼電自動(dòng)化控制系統(tǒng)就可以及時(shí)有效的保護(hù)好電力系統(tǒng)，使故障線路或設(shè)備與正常線路保持安全性的隔離，避免發(fā)生連鎖反應(yīng)，也減少了電力系統(tǒng)設(shè)備的不利影響因素。對(duì)此，下文在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的原理及作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析。

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

1概述繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)

1.1繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的工作原理

所謂繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是指在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過對(duì)輸入信號(hào)的借測與鑒定而得出一個(gè)鑒定值，如果鑒定值超出一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，繼電自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)而通過自身的邏輯部分以及執(zhí)行系統(tǒng)使得電壓降低，電流增高并且自動(dòng)將電力系統(tǒng)的線路切斷，從而使得供電系統(tǒng)得到有效的保護(hù)。同時(shí)，因?yàn)槔^電自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)用了先進(jìn)的GPS定位系統(tǒng)，因而能夠在短時(shí)間內(nèi)有效地發(fā)現(xiàn)問題，從而促進(jìn)遠(yuǎn)程操作對(duì)電路進(jìn)行快速的分析。由于繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)裝置簡單，可操作性強(qiáng)，并可以自動(dòng)對(duì)輸入的電流等相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測量分析，因而能夠快速有效地對(duì)故障線路起到有效的保護(hù)，從而降低發(fā)生電力事故的可能性，從而減少由此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益的降低。

1.2繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的作用

電力系統(tǒng)作為一個(gè)綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，其內(nèi)部集成有成千上萬的零部件，如果其中一個(gè)單元出現(xiàn)故障，不僅會(huì)影響到電力系統(tǒng)的正常工作，還有可能帶來難以想象的災(zāi)難。使用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)，可以自動(dòng)檢測隱患故障的產(chǎn)生，并及時(shí)切斷受故障影響的電路，最終將故障帶來的損失降到最低。目前先進(jìn)的繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)，還具有預(yù)測故障的功能，并將結(jié)果及時(shí)通知給相關(guān)工作人員，使其得到及時(shí)維護(hù)。這對(duì)保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，具有非常重要的作用。

2繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1變壓器繼電保護(hù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中有多種電氣設(shè)備和元件，這些組成部分是不可缺少的，只有各設(shè)備均處于正常運(yùn)行狀態(tài)，電力系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。因此變壓器在電壓變化的調(diào)節(jié)中起著重要的作用，相關(guān)人員必須在其周圍布置匹配的繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，以達(dá)到變壓器保護(hù)的目的。這樣的重要部件很多，所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置也很多。在變壓器繼電保護(hù)中，相關(guān)人員應(yīng)考慮變壓器的運(yùn)行特性和要求，選擇合適的保護(hù)方式。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在變壓器中的應(yīng)用主要包括以下三個(gè)方面。①接地保護(hù)。系統(tǒng)中有幾種變壓器，有的直接接地，有的處于非接地狀態(tài)，不同狀態(tài)下的保護(hù)措施也不盡相同。對(duì)于前者，變壓器接地點(diǎn)兩側(cè)應(yīng)設(shè)置繼電保護(hù)裝置，屬于零序電流保護(hù)方式。對(duì)于后者，雖然不用使用繼電保護(hù)裝置，但也需要做好保護(hù)工作，主要采取零序電壓保護(hù)措施。②瓦斯保護(hù)。系統(tǒng)中的瓦斯主要是在油箱中產(chǎn)生的。這種瓦斯不僅有害，而且會(huì)引起爆炸事故，因此瓦斯保護(hù)勢在必行。主要對(duì)瓦斯源進(jìn)行繼電保護(hù)，相關(guān)人員可使繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置處于實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)，在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)瓦斯成分進(jìn)行保護(hù)，該裝置可獲取信息，并將其傳送給相關(guān)人員。③短路保護(hù)。變壓器連接電路受到各種因素的影響，短路問題也會(huì)發(fā)生，短路會(huì)使流經(jīng)變壓器的電流直接飆升到最高，然后燒毀內(nèi)部元件，使變壓器報(bào)廢，使變壓器周圍的繼電保護(hù)裝置及時(shí)發(fā)現(xiàn)短路電流，及時(shí)斷開線路，使變壓器隔離保護(hù)。根據(jù)這種保護(hù)原理，短路保護(hù)可分為阻抗保護(hù)和過流保護(hù)兩種。前者主要利用阻抗元件來抵抗威脅，使變壓器開關(guān)在關(guān)鍵時(shí)刻能及時(shí)跳變，使變壓器不受損壞。后者主要使用電流元件保護(hù)電路和變壓器，其中電源和變壓器的連接直接斷開。

2.2繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電廠設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，電廠設(shè)備的繼電保護(hù)是應(yīng)用的關(guān)鍵。隨著電力需求的不斷增加，電力系統(tǒng)不斷的采用大容量的發(fā)電機(jī)組，大容量發(fā)電機(jī)組不但價(jià)格昂貴，并且當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，維修也相對(duì)困難，并且一旦發(fā)生故障將會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了降低發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障的概率，將繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在發(fā)電機(jī)組以及相關(guān)的輔助記住中，使設(shè)備在被保護(hù)系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)能夠以繼電保護(hù)裝置開速脫離故障元件，將故障元件和電場設(shè)備的其他元件隔離，通過這種方式減少故障對(duì)系統(tǒng)元件的損害，進(jìn)一步控制故障的擴(kuò)散，降低對(duì)電場設(shè)備的損害。此外，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電廠設(shè)備中的應(yīng)用，還能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)檢測出設(shè)備存在異常狀況時(shí)，將會(huì)發(fā)出信號(hào)，通知工作人員趕到事故現(xiàn)場進(jìn)行處理，避免設(shè)備故障的發(fā)生。

2.3母線繼電保護(hù)的運(yùn)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即相位對(duì)比保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)。相位對(duì)比保護(hù)主要是通過相位的對(duì)比方式，提高系統(tǒng)母線保護(hù)的有效性；差動(dòng)保護(hù)主要是特點(diǎn)和變化都一致電流互感器設(shè)置在系統(tǒng)母線元件上，當(dāng)系統(tǒng)母線側(cè)邊端子和二次繞組連接后，再將繼電保護(hù)器裝置安裝在系統(tǒng)母線差動(dòng)位置上。在電流接地故障中，系統(tǒng)母線保護(hù)通過三相連接的方式實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)；在小電流接地故障中，系統(tǒng)母線繼電保護(hù)設(shè)置在相間短路中，通過兩相連接的方式實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。為了保護(hù)母線部件，首先要獲得運(yùn)行中的母線部件的當(dāng)前信息。因此，需要在母線組件周圍安裝電流互感器，以實(shí)現(xiàn)母線組件的實(shí)時(shí)監(jiān)控。變壓器必須在變化和特性上保持一致。母線的兩端與兩個(gè)端子相連，連接在端子上。由于繼電器保護(hù)器主要安裝在系統(tǒng)母線的差動(dòng)位置，所以這種保護(hù)方法稱為差動(dòng)保護(hù)。在差動(dòng)保護(hù)中，相關(guān)人員應(yīng)檢查各種連接，確保連接正確。

3繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程中，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化發(fā)展已經(jīng)成為了必然趨勢。通過人工智能網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，充分利用非線性映射方法提升繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)水平，保障電力系統(tǒng)社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益。再加之計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入，更好的推動(dòng)了機(jī)電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)高效性，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，及時(shí)降低電力系統(tǒng)的損失。①智能化。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和成熟，以及人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化中的廣泛應(yīng)用，如模糊邏輯算法、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)不斷優(yōu)化。在此過程中，基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)故障的正確識(shí)別，相信在不久的將來，隨著我國人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化特征將會(huì)更加突出。②網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用和繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的建立是進(jìn)一步提高繼電保護(hù)可靠性和保護(hù)效率的重要途徑。在人們用電量不斷增加、信息傳輸速度不斷加快的今天，網(wǎng)絡(luò)將成為未來電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要技術(shù)。③計(jì)算機(jī)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國由自動(dòng)芯片控制的電路保護(hù)硬件已發(fā)展成為32位CPU微處理器保護(hù)結(jié)構(gòu)。受此影響，繼電保護(hù)的性能和響應(yīng)速度明顯提高，繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化趨勢不可阻擋。

結(jié)語：

在電力系統(tǒng)中引入繼電自動(dòng)化技術(shù)對(duì)提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及其工作性能的優(yōu)化都有著至關(guān)重要的影響和推動(dòng)作用。所以說在電力系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)裝置勢在必行。采用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)，可以遠(yuǎn)程定位故障位置，為區(qū)域供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)電力企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。值得注意的是，為了有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)定期對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置進(jìn)行檢測和維護(hù)，并盡快對(duì)故障進(jìn)行檢測。

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