電力系統(tǒng)自動化改造中繼電保護的應用

摘 ?要：社會經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中，各個領域的電力需求也呈現(xiàn)出迅速增加的趨勢，隨著電力系統(tǒng)自動化改造投入的不斷增加，電力企業(yè)必須采取積極有效的措施，加大繼電保護技術研究應用的力度，才能確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。文章主要是就電力系統(tǒng)自動化改造中繼電保護的應用進行了研究和探討，希望可以為我國電力事業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展提供積極的幫助。

關鍵詞：電力系統(tǒng);自動化改造;繼電保護

引言

在科學技術迅速發(fā)展的推動下，電能已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ?、工作不可或缺的重要能源之一。所以，電力企業(yè)必須制定完善的電力系統(tǒng)安全運行保護措施，才能確保電能供應的安全順利進行。繼電保護器作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要設備之一，如果電力系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)異常情況，繼電保護自動化技術就可以根據(jù)故障發(fā)生的情況，及時的隔離故障發(fā)生部位，部門因為電力系統(tǒng)發(fā)生故障影響其他部分的有序運行，促進了電力系統(tǒng)運行安全性與穩(wěn)定性的有效提升。

1、繼電保護自動化技術

1.1繼電保護裝置工作原理

由測量模塊、執(zhí)行模塊、邏輯模塊等是組成繼電保護裝置的重要組成部分，如果電力系統(tǒng)在運行過程中突然發(fā)生故障的話，那么電力系統(tǒng)中突變的物理量信息就會轉變?yōu)樾畔⒘?，隨著故障發(fā)生范圍的不斷擴大，一旦突變量超出設定允許數(shù)值的話，那么保護裝置就會將故障自動隔離，避免故障發(fā)生部位對電力系統(tǒng)其它部分的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響。測量模塊將接收到的電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)分析的結果傳輸至邏輯模塊，然后由邏輯模塊經(jīng)過一系列的邏輯運算、分析和判斷，最后再將動作信號傳輸至執(zhí)行模塊中，以便于工作人員根據(jù)電力系統(tǒng)故障發(fā)生的實際情況，采取針對性的應對措施，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行不受影響。

1.2繼電保護裝置的基本要求

繼電保護裝置的速動性與選擇性功能的優(yōu)劣是決定操作人員能否及時發(fā)現(xiàn)和解決電力系統(tǒng)運行故障的關鍵因素。首先，選擇性。繼電保護裝置具有的選擇性功能是保證繼電保護裝置能夠及時有效隔離故障元件避免故障發(fā)生范圍進一步擴大的基礎。其次，速動性。速動性則指的是繼電保護裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，及時的斷開故障元件或者線路將故障影響范圍控制在最小的范圍內(nèi)，以便于工作人員能夠及時的處理電力系統(tǒng)發(fā)生的故障。

1.3電力繼電保護改造后的作用

（1）功能多樣化。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的功能主要集中在發(fā)電、變電、輸電等幾個環(huán)節(jié)，忽略了輸電過程中監(jiān)測工作的重要性。通過對電力系統(tǒng)進行的改造和升級，不僅進一步增加了電力系統(tǒng)的功能，同時隨著電壓轉變、電能分配、用電調(diào)控等相關功能的優(yōu)化和完善，最大限度的減少了電力系統(tǒng)高負荷運行的時間。（2）結構簡單化。電力系統(tǒng)在不斷發(fā)展過程中，出現(xiàn)的結構復雜程度過高等問題是導致電力系統(tǒng)運行和維護難度增大的主要原因之一。由于電力系統(tǒng)的調(diào)控效率偏低，電力系統(tǒng)功能的發(fā)揮也受到了不同程度的影響。通過對點開系統(tǒng)結構的優(yōu)化和升級，電力系統(tǒng)功能增多的同時，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與電力供應質量也得到了大幅度提高。（3）設備智能化水平的提升。電力設備作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要載體，其在電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)中都發(fā)揮著至關重要的作用。傳統(tǒng)的以人工操作為主的電力系統(tǒng)在實際應用過程中存在著設備運行效率過低的問題。經(jīng)過自動化改造的電力系統(tǒng)，則主要是以計算機為控制中心，合理利用相關程序代碼控制電力設備的運行，促進了電力系統(tǒng)運行效率的穩(wěn)步提高。

2、電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的應用

2.1線路接地保護

如果按照電力系統(tǒng)中接地線路電流大小不同分類的話，電力系統(tǒng)中常用的接地形式主要有大電流型與小電流型兩種接地形式。假如將電力線路視為網(wǎng)絡中的A相接地的話，那么電力系統(tǒng)中線路的B和C相電電容電流、零序電流就會直接通過接地點流通。研究人員在分析接地線路的過程中發(fā)現(xiàn)，如果A相電流電壓為0，接地故障電流在接地電阻上形成的電壓降為URO。B的相對電壓可以表示為UB=UAB=UB-UN，式中的UN=EA-URO，進而可以進一步計算出UR= EAC-j150-URO，這時線路電阻中電壓相對較小可以忽略不計。所以，一旦電力系統(tǒng)運行過程中發(fā)生了接地線路故障后，繼電保護裝置可以在第一時間切斷故障線路，避免因為故障發(fā)生范圍的進一步擴大，影響電力系統(tǒng)其它部分的正常運行。

2.2發(fā)電機繼電保護

（1）重點保護。由于發(fā)電機在運行過程中經(jīng)常發(fā)生定子組匝間短路的故障，導致故障發(fā)生區(qū)域出現(xiàn)高溫情況，一旦溫度過高的話不但會加速電機絕緣層老化的速度，而且還會對電機的正常運行產(chǎn)生嚴重影響。所以，如果發(fā)電機在運行過程中突然發(fā)生失磁現(xiàn)象，那么匝間保護裝置就可以及時啟動避免線路出現(xiàn)短路的情況，降低故障發(fā)生產(chǎn)生的影響。（2）備用保護。發(fā)電機在實際運行過程中的負荷并不是固定不變的，而是會隨著工作情況的改變而發(fā)生變化，黨發(fā)電機初中低負荷運行狀態(tài)時，發(fā)電機發(fā)生絕緣擊穿故障的概率也會隨之增大。繼電保護裝置則主要是在絕緣擊穿故障發(fā)生前切斷電源，確保電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。

2.3變壓器繼電保護

（1）接地保護。繼電保護裝置針對變壓器的接地保護主要是通過在接地左右兩側采取零序電流保護的方式，確保變壓器的安全穩(wěn)定運行不受影響。（2）瓦斯保護。如果變壓器在運行過程中油箱發(fā)生問題的話，那么變壓器內(nèi)部的絕緣材料必然會在電弧作用的影響下發(fā)生分解的現(xiàn)象，一旦電弧與變壓器產(chǎn)生的有害氣體結合在一起的話，很可能會發(fā)生爆炸事故。利用繼電保護裝置則可以通過對油箱破損情況的探測，一旦發(fā)現(xiàn)油箱出現(xiàn)破損的話，繼電保護裝置就會立即切斷電源，避免爆炸事故的發(fā)生，同時向工作人員發(fā)出報警信息，以便于維修人員及時的進行故障的維修，防止了故障發(fā)生范圍的進一步擴大。

結束語

總之，電力能源作為人類社會發(fā)展不可或缺的重要能源之一，為了確保電能供應的連續(xù)性和穩(wěn)定性，電力企業(yè)必須采取積極有效的措施提高電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。由于電力系統(tǒng)在運行過程中難免會因為受到各種不利因素的影響發(fā)生故障，針對這一情況，電力企業(yè)應該合理運用繼電保護自動化技術，才能在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后及時的切斷故障發(fā)生部位，降低故障發(fā)生影響的范圍，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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作者簡介：劉洋（1980-），男，畢業(yè)于東北電力大學電氣工程及其自動化專業(yè)，現(xiàn)從事變電站綜合自動化改造及繼電保護調(diào)試驗收工作，高級技師，工程師。