面向電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)研究

杜敏

摘要：隨著人們生活水平的提高，對電力的需求量不斷增加。電是非常重要的能源，與人們的生活息息相關(guān)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)受到多種因素的影響，為了確保電力的持續(xù)供應(yīng)，就需要采取有效的措施來提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。分析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的整體流程，以及系統(tǒng)搭建需要的層次結(jié)構(gòu)，電力系統(tǒng)現(xiàn)場保護(hù)設(shè)備的要求，同時(shí)優(yōu)化保護(hù)定值計(jì)算的辦法和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);自動(dòng)化技術(shù);繼電保護(hù);安全運(yùn)行

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長以及社會(huì)持續(xù)發(fā)展，未來我國發(fā)展過程中對于電力系統(tǒng)的需求量必然會(huì)呈現(xiàn)出越來越高的發(fā)展態(tài)勢，人們在社會(huì)生活過程中對于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性與安全性的要求也必然呈現(xiàn)出持續(xù)上升的發(fā)展態(tài)勢。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化是當(dāng)前電力系統(tǒng)朝向現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)，也是我國電力產(chǎn)業(yè)在社會(huì)持續(xù)發(fā)展過程中孜孜不倦的追求更高、更好、更快發(fā)展質(zhì)量的一種充分體現(xiàn)。

1繼電保護(hù)裝置作用原理

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常其工作頻段的電氣量會(huì)發(fā)生以下變化：其一是電流會(huì)變大，短路會(huì)造成故障點(diǎn)和電源之間的電氣設(shè)備以及輸電線路內(nèi)電流負(fù)荷超過額定范圍。其二是電壓會(huì)減小，通常越靠近故障點(diǎn)其電壓降低幅度就會(huì)越大。其三是電流和電壓的相位角以及線路阻抗會(huì)發(fā)生變化。而繼電保護(hù)裝置可以根據(jù)電力系統(tǒng)中的電氣量變化，而判斷出線路故障，從而及時(shí)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，向工作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在這個(gè)過程中，繼電保護(hù)裝置最重要的功能是要能夠正電力系統(tǒng)的異常運(yùn)行到底是正常狀態(tài)還是確實(shí)屬于運(yùn)行故障，而且還要能夠準(zhǔn)確辨別故障位置，這樣才能給電力系統(tǒng)維護(hù)人員提供可靠的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，從而提高維修效率和維修質(zhì)量，最大程度降低安全事故損失。而故障識(shí)別功能的實(shí)現(xiàn)就是靠區(qū)分電力系統(tǒng)中的電氣量變化特征得以實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)故障判斷和保護(hù)過程基本上都是由計(jì)算機(jī)程序來控制，具有很高的自動(dòng)化水平。

2繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化的特點(diǎn)

繼電保護(hù)指的是電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中針對其系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)生的異常情況以及故障內(nèi)容進(jìn)行檢測，進(jìn)而通過系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)或者經(jīng)過系統(tǒng)判斷后將故障內(nèi)容直接隔離、切除，以確保電力系統(tǒng)整體運(yùn)行不受較大影響的一種保護(hù)措施。繼電保護(hù)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的使用具有可靠性、靈敏性、選擇性、快速性等特點(diǎn)。首先，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠在其工作范圍內(nèi)對電力設(shè)備進(jìn)行全面保護(hù)，若電力設(shè)備運(yùn)行異常情況或者故障情況已經(jīng)超出其保護(hù)范圍，則繼電設(shè)備依然會(huì)發(fā)出信號(hào)并采取相關(guān)措施，確保整體電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行持續(xù)性、不間斷、實(shí)時(shí)性的全面監(jiān)測，能夠在任何時(shí)間根據(jù)電力系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的使用情況變化來作出相關(guān)的反應(yīng)，因此靈敏性極高。再次，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前故障問題的嚴(yán)重程度進(jìn)行判斷，也可以選擇發(fā)出報(bào)警信號(hào)、直接切斷處理等相關(guān)處理措施，因此具有選擇性特點(diǎn)。

3繼電保護(hù)在自動(dòng)化變電站中的運(yùn)行和維護(hù)管理

3.1綜合管理布局

繼電保護(hù)是個(gè)系統(tǒng)化的復(fù)雜過程，應(yīng)用于自動(dòng)化變電站中，對變電站的運(yùn)行安全影響極為重要，所以相關(guān)行業(yè)工作人員必須本著嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅的態(tài)度對繼電保護(hù)裝置的整體運(yùn)行情況進(jìn)行綜合管理布局。但是并非任何組織部門都具備繼電保護(hù)管理資質(zhì)，不同的自動(dòng)化變電站對繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行功能要求存在很大區(qū)別，在加上繼電保護(hù)裝置多種多樣，其實(shí)際應(yīng)用運(yùn)行效果也會(huì)產(chǎn)生較大差異。所以在實(shí)際運(yùn)行管理過程中，各自動(dòng)化變電站應(yīng)當(dāng)與具備專業(yè)繼電保護(hù)資質(zhì)的廠家合作，并且在配備繼電保護(hù)裝置時(shí)，不能單純從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮其管理布局，更應(yīng)該從繼電保護(hù)設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量以及性能等方面進(jìn)行綜合評(píng)估，從中選擇性價(jià)比最高的繼電保護(hù)配置方案，合理進(jìn)行綜合布局管理，這樣才能最大程度保障自動(dòng)化變電站運(yùn)行安全，減少安全事故的發(fā)生幾率，從而給電力企業(yè)創(chuàng)造更加長期穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2注重工作人員的培訓(xùn)，提高其整體工作效率

在電力系統(tǒng)實(shí)際穩(wěn)定運(yùn)行的過程中，雖然需要高度重視繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)用，但是仍然需要不斷提高工作人員的綜合素質(zhì)，減少電力系統(tǒng)運(yùn)行故障現(xiàn)象的發(fā)生。對此，相關(guān)電力企業(yè)可以制定培養(yǎng)方案，并定期開展考核，明確工作人員的實(shí)際情況，逐漸將新型技術(shù)與知識(shí)滲透到培訓(xùn)當(dāng)中，同時(shí)需要加強(qiáng)管理與制度的制定，確保工作人員能夠重視自身的責(zé)任，并端正學(xué)習(xí)態(tài)度，提高自身的綜合素質(zhì)，從而勝任電力系統(tǒng)的各項(xiàng)工作。

3.3繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的保護(hù)作用

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化操控平臺(tái)在實(shí)際運(yùn)行過程中對繼電保護(hù)設(shè)備的要求涉及到可靠性、選擇性等多項(xiàng)內(nèi)容。首先在可靠性上，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行必須要達(dá)到萬無一失的地步，才能充分發(fā)揮其保護(hù)作用來確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其次在選擇性上，由于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的信息，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)必須對這些信息內(nèi)容作出選擇性的處理，在面對具體故障情況時(shí)也必須根據(jù)故障程度進(jìn)行選擇性處理，才能盡可能降低故障內(nèi)容的影響范圍。因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)對信息的篩選和處理必須具有相應(yīng)的分級(jí)機(jī)制。例如，某變電站THS-2000自動(dòng)化系統(tǒng)在系統(tǒng)組成中所包含的繼電保護(hù)系統(tǒng)，涵蓋了控制、監(jiān)視、管理、報(bào)警等多項(xiàng)功能，同時(shí)也保留了緊急手動(dòng)跳閘、緊急合閘操作等常規(guī)保護(hù)單元，更有利于提升對電力自動(dòng)化系統(tǒng)的保護(hù)作用發(fā)揮。

3.4安裝調(diào)試管理

在綜合自動(dòng)化變電站建設(shè)中，繼電保護(hù)涉及測量表計(jì)、直流系統(tǒng)、后臺(tái)監(jiān)控等設(shè)備。因此必須在調(diào)試階段內(nèi)，明確繼電保護(hù)與這些設(shè)備間的責(zé)任界限與分工，相互配合協(xié)調(diào);做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立以及對各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試等等工作。對于繼電保護(hù)裝置的新安裝校驗(yàn)，必須對裝置加入額定電壓，模擬系統(tǒng)可能發(fā)生的各種故障，做裝置的整組模擬、傳動(dòng)試驗(yàn)，確保裝置各條邏輯回路的正確性得到驗(yàn)證。微機(jī)保護(hù)功能先進(jìn)，但這并不就意味著微機(jī)裝置工作可靠性大、安全系數(shù)高。保證繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的背板、端予排、壓板、插頭的接線牢固，做好光纜、網(wǎng)絡(luò)線防外力破壞的措施。應(yīng)做好工程關(guān)鍵質(zhì)量點(diǎn)的控制，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)最終運(yùn)行好壞將通過其反映。在變電站綜合自動(dòng)化改造中，許多運(yùn)行設(shè)備無法停電。但可利用技術(shù)手段，做好安全措施，采用模擬開關(guān)對新裝置進(jìn)行校驗(yàn)，完成不停電工作。積累施工經(jīng)驗(yàn)，制定典型的不停電作業(yè)規(guī)范和繼電保護(hù)安全措施，確保施工安全。

結(jié)語

本文分析涉及方面較多，對關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行解析，電能源是當(dāng)下我國發(fā)展的關(guān)鍵，電力系統(tǒng)自動(dòng)化是構(gòu)建智能電網(wǎng)的核心。把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)，可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的效能。文章詳細(xì)分析電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)的關(guān)系，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)手段，將自動(dòng)化技術(shù)與繼電保護(hù)相結(jié)合，進(jìn)一步提升繼電保護(hù)自動(dòng)化水平，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但電力系統(tǒng)繼電自動(dòng)化保護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的問題，分析還存在很多不足，有一定的局限性。電力系統(tǒng)繼電自動(dòng)化保護(hù)是現(xiàn)在繼電工作非常重視的內(nèi)容，有待在以后的研究工作中進(jìn)一步深入探索。

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