淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電器保護(hù)自動(dòng)化聯(lián)系

王洄瑤 趙俊瑋 索效宇 李一鳴 原鼎政

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)和居民生活中對電力的需求也不斷增加，因此我國近年來對能源建設(shè)加大了投資力度。同時(shí)電力系統(tǒng)中使用了許多先進(jìn)技術(shù)，例如自動(dòng)化技術(shù)。本文中，我們將詳細(xì)探討電源系統(tǒng)與其自動(dòng)化和繼電保護(hù)之間的關(guān)系。并且在此基礎(chǔ)上提出幾條有用的建議，希望對繼電器對自動(dòng)化設(shè)備的保護(hù)作用起到一定的作用。

關(guān)鍵字：電力系統(tǒng);保護(hù);繼電器

1 引言

繼電保護(hù)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程。 當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，繼電保護(hù)裝置立即做出反應(yīng)，并使用遠(yuǎn)程控制方法臨時(shí)修復(fù)有效故障，以防止問題進(jìn)一步惡化。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備已不能達(dá)到電網(wǎng)的運(yùn)行要求。必須將其與保護(hù)繼電器的先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)有效地結(jié)合起來進(jìn)行研究。

2電力系統(tǒng)與繼電器保護(hù)之間的特點(diǎn)與聯(lián)系

2.1電力系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化已經(jīng)成為了電氣工程建設(shè)的重要組成部分之一，對于我國智能電網(wǎng)構(gòu)建有著里程碑式的意義。其特點(diǎn)有以下幾方面：

（1）操作方便，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了操縱一體化，大大提高了電力企業(yè)的工作效率。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過將自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合使用，實(shí)現(xiàn)了對各環(huán)節(jié)的全面監(jiān)測。

（2）功能多樣化，為應(yīng)對社會(huì)快速發(fā)展對電力能源的龐大需求量，近幾年，我國大力重視電力系統(tǒng)的建設(shè)，其功能性也隨之變得越來越多，例如問題檢測功能，在該功能的作用下，電力系統(tǒng)可以對變電事故以及繼電故障等多問題得到最快了解。為電力系統(tǒng)有效運(yùn)行創(chuàng)造良好的技術(shù)條件。

（3）結(jié)構(gòu)簡單，為了應(yīng)付不斷增加的電力用戶以及大量的用電需求，電力系統(tǒng)在保證正常功能的前提下，結(jié)構(gòu)不斷簡化，主要表現(xiàn)在零件配置方面和內(nèi)部設(shè)備方面。由于電力系統(tǒng)得到結(jié)構(gòu)簡化，使得電氣設(shè)備可以運(yùn)行穩(wěn)定，輸電質(zhì)量得到提高，對電力行業(yè)發(fā)展意義重大。

2.2繼電器保護(hù)自動(dòng)化介紹

作為電力系統(tǒng)必不可少的一部分，繼電器保護(hù)在防止損傷，解決故障問題發(fā)揮著十分重要的作用。繼電器保護(hù)自動(dòng)化含有以下幾方面的特點(diǎn)：

（1）及時(shí)性，建立系統(tǒng)的規(guī)模和覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)問題的概率也隨之提升，由于電力系統(tǒng)故障的突發(fā)性，使得故障很難有效的得到控制。而繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置可以在故障發(fā)生的時(shí)候?qū)⒂绊懣刂频阶钚?。?）選擇性。通電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置可以對故障進(jìn)行合理的判別，小范圍內(nèi)可以保證故障可以及時(shí)的得到解決。保證電力系統(tǒng)可以正常持續(xù)運(yùn)行。（3）可靠性，繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置只能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)才可起關(guān)鍵作用，在此之外很少出現(xiàn)多余動(dòng)作，不會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電器保護(hù)之間的關(guān)系

當(dāng)前電力工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用的電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，而繼電器保護(hù)是電力系統(tǒng)中必不可少的一部分。兩者之間的關(guān)系體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展使得電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，在運(yùn)行過程中將會(huì)受到更加多的干擾，以至于輸電線路一樣等電力設(shè)施出現(xiàn)故障的幾率也會(huì)大幅提高。在這種情況下繼電器保護(hù)作用更加重要。如果想充分發(fā)揮出繼電器保護(hù)的運(yùn)行穩(wěn)定性和持續(xù)性的作用。自動(dòng)化技術(shù)的加入是必不可少的，自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)功能和性能的強(qiáng)化，方便繼電器保護(hù)裝置，可以處理各種各樣的故障問題，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和可靠性

（2）目前可以看到電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化是電力行業(yè)的未來趨勢，由此可以想到電力系統(tǒng)以后各部分都將與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合。而繼電器是電力系統(tǒng)中最重要的部件之一。繼電器保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)化升級，必定是建立系統(tǒng)升級的首要環(huán)節(jié)。繼電器保護(hù)裝飾進(jìn)行自動(dòng)化升級將會(huì)極大提高電力系統(tǒng)的安全性，減少自動(dòng)化改造過程中可能出現(xiàn)的各類問題為自動(dòng)化技術(shù)與電力系統(tǒng)結(jié)合奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置現(xiàn)狀

設(shè)備在繼電器保護(hù)中的應(yīng)用大大提高，是的電力運(yùn)行系統(tǒng)中的安全性和質(zhì)量性也隨之提升，保護(hù)了電力系統(tǒng)并維持了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置，對電力系統(tǒng)運(yùn)行中的故障及時(shí)的進(jìn)行反饋，通過自身所具有的及時(shí)性，可靠性，選擇性，及時(shí)的解決電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障。防止故障蔓延，造成嚴(yán)重的損失，并影響到整個(gè)電網(wǎng)的工作效率。繼電器保護(hù)裝置也彌補(bǔ)了在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中反應(yīng)失靈和遲鈍的致命缺陷。使得監(jiān)理人員在高難度的探測檢測工作中脫離了出來。。同時(shí)我們也看到了繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，在我國繼電器保護(hù)裝置中應(yīng)用時(shí)間并不長，在這極大的技術(shù)限制。當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)裝置和并不能完全滿足電力運(yùn)行系統(tǒng)的保護(hù)需求。因此真能做到繼電器自動(dòng)化裝置作用的發(fā)揮，就必須要涉及到成本的投入、設(shè)定好明確的工作目標(biāo)、引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、讓繼電器保護(hù)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化完全的融為一體。

4 繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

作為整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的核心設(shè)備，對變壓器進(jìn)行保護(hù)是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的首要任務(wù)，對變壓器進(jìn)行保護(hù)，繼電器的作用至關(guān)重要。目前常用的變壓器保護(hù)方式有以下三種，第一種是瓦斯保護(hù)，這種方法適用于在油箱出現(xiàn)變壓器故障，當(dāng)油箱發(fā)生故障時(shí)，變壓器產(chǎn)生的電弧將會(huì)被分解，導(dǎo)致絕緣體失去絕緣能力，產(chǎn)生大量的有毒氣體，將會(huì)影響人們的生命健康，而法師則可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)有毒氣體并發(fā)出情況信號。另外兩種為接地和不接地變壓器保護(hù)。接地變壓器保護(hù)采用的是零序電壓保護(hù)，不接地變壓器采用的是零序電流保護(hù)法。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。為了增強(qiáng)對發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)力度，繼電保護(hù)裝置也可用于發(fā)電機(jī)中。最為常見的保護(hù)方式為重點(diǎn)保護(hù)法，使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子繞組上裝有保護(hù)裝置，當(dāng)出現(xiàn)電路故障時(shí)，繼電器保護(hù)裝置開啟，限制發(fā)動(dòng)機(jī)中的電流于一定的范圍內(nèi)，同時(shí)引導(dǎo)電流移動(dòng)到某一點(diǎn)處，可以通過對相位的控制來實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的。備用保護(hù)法也可以來保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。如若電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中負(fù)荷過低，保護(hù)裝置才會(huì)響應(yīng)將電源切斷。

5利用好繼電器自動(dòng)化裝置的措施

如果要更好地應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，則需要先對自動(dòng)化設(shè)備的初始狀態(tài)進(jìn)行控制，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置具有非常復(fù)雜的特性及結(jié)構(gòu)特性，其在運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生變化，因此為了確保其在運(yùn)行期間的穩(wěn)定性，有必要啟動(dòng)自動(dòng)化初始狀態(tài)檢查工作，例如技術(shù)數(shù)據(jù)的匯編，技術(shù)圖紙的設(shè)計(jì)等。為了使自動(dòng)化設(shè)備在使用過程中能夠更好的發(fā)揮作用，應(yīng)該在分析自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，有必要對自動(dòng)化設(shè)備的使用進(jìn)行分類討論。這樣做還可以熟練掌握自動(dòng)化設(shè)備在使用過程中的規(guī)律，使得以后的維修更加方便。同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備在使用過程中還會(huì)會(huì)出現(xiàn)各種各樣類型的問題，需要定期對其進(jìn)行檢查，及時(shí)排查設(shè)備運(yùn)行故障，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

結(jié)語：

作為我國電力行業(yè)發(fā)展的主題，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化成為了我國智能電網(wǎng)構(gòu)建的重要內(nèi)容之一。而繼電器保護(hù)作用作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，進(jìn)行自動(dòng)化升級是必然的趨勢。同時(shí)繼電器保護(hù)自動(dòng)化裝置的研發(fā)，對自動(dòng)化技術(shù)和電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的深度融合奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)理論基礎(chǔ)，為我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平提高做出了不可替代的貢獻(xiàn)。

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中北大學(xué) 山西太原 030051