電氣自動化系統(tǒng)中繼電保護技術(shù)分析

唐聰

（煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230041）

0 引言

近些年，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷拓展，中國電網(wǎng)規(guī)模也越來越大，各個種類的電氣設(shè)備也不斷增加，這在很大程度上提升了電力系統(tǒng)故障的出現(xiàn)率。要想保證系統(tǒng)能夠安全順利的運作，一定要加強繼電保護的穩(wěn)定性。電力自動化系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置是在電氣自動化系統(tǒng)無法順利運轉(zhuǎn)時開始工作的，所以繼電保護技術(shù)能夠消除異常情況的重要自動化技術(shù)與裝備。電氣自動化系統(tǒng)在出現(xiàn)問題無法正常運行時，繼電保護技術(shù)會快速準(zhǔn)確的發(fā)出信號，同時將其設(shè)備開關(guān)直接關(guān)閉，以此停止不安全設(shè)備的運行[1]。

1 電氣自動化繼電保護技術(shù)概述

電力系統(tǒng)在正常運行時，能夠?qū)ζ溆枰员Ｗo作用的故障防控設(shè)備就是電氣自動化繼電保護系統(tǒng)。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么該保護設(shè)備就會利用繼電保護的措施對整個電力系統(tǒng)進行全面、充分的檢查，其能夠在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并確定故障原因與具體部位，同時還會及時對維修工作人員發(fā)出預(yù)警，讓其可以快速對故障系統(tǒng)予以維修處理。該技術(shù)還能夠采取跳閘處理方式對電力系統(tǒng)進行保護，令其出現(xiàn)故障的部分暫停工作，防止出現(xiàn)大范圍停電，為用電戶的日常生產(chǎn)、生活帶來影響[2]。大量實踐研究表明，受繼電保護技術(shù)作用的電力系統(tǒng)，其運行環(huán)節(jié)的安全性、可靠性都優(yōu)于普通電力系統(tǒng)，并且對電力系統(tǒng)的自動化、信息化、智能化發(fā)展有很大促進作用。所以，在電氣自動化系統(tǒng)中運用繼電保護安全技術(shù)勢在必行。

2 我國電氣自動化系統(tǒng)中繼電保護技術(shù)現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)高速發(fā)展的背景下，電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也得到了巨大進步，這對繼電保護技術(shù)水平的提升與完善創(chuàng)建了優(yōu)良環(huán)境。不僅與電力系統(tǒng)對繼電保護技術(shù)提出的嚴(yán)格要求完全相符，同時也促使繼電保護技術(shù)朝著更高、更好的趨勢發(fā)展。但是我國部分電力工作人員在繼電保護技術(shù)的應(yīng)用、操控方面還存在很多不足與缺陷，因此現(xiàn)在最有效的手段是引入、吸取發(fā)達國家的豐富經(jīng)驗與科學(xué)技術(shù)?？v觀我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展過程，其歷經(jīng)了晶體保護時代、集成電路保護時代，目前發(fā)展成了微機保護時代。其中集成電路保護時代對微機保護時代起到了極大的推動作用，對數(shù)學(xué)模型、軟硬件方面的研究開發(fā)也有很大幫助[3]。

3 電氣自動化系統(tǒng)中繼電保護技術(shù)的實際應(yīng)用分析

3.1 保護母線

目前繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用之一是保護母線，細(xì)化而言，該技術(shù)對母線的保護主要是在差動保護與相關(guān)相位保護兩個部位，繼電保護技術(shù)保護母線相位即通過比較相位從而大幅度提升母線的高效性、安全性；而差動保護主要是指在母線元件中合理設(shè)置電流相應(yīng)互感器，但是有前提條件，即互感器在設(shè)置時應(yīng)當(dāng)擁有相同變化特點，在將二次繞組與相應(yīng)母線側(cè)端子進行相連之后，把互感器放置在差動區(qū)域，特別是在大電流真實接地環(huán)節(jié)，通過三相連接就可以對母線給予有力保護。若是小電流實際接地那么母線保護應(yīng)當(dāng)是集中在相間短路同時進行利用兩相連接，借此對母線進行全面保護[4]。

3.2 保護發(fā)動機

對電力系統(tǒng)而言，其重點部分幾乎都位于發(fā)動機部位，也就是說，發(fā)動機運行是否安全、穩(wěn)定對電力系統(tǒng)的有效性有著決定性作用。繼電保護技術(shù)應(yīng)用于保護發(fā)動機上一般分為兩種，一種是重點性保護：發(fā)動機最容易出現(xiàn)的故障是定子組匝間短路，出現(xiàn)短路部分的溫度通常都比較高，且其絕緣層也會隨之而發(fā)生破損，最后對發(fā)動機運行造成較大不利影響。但是在安裝時，將保護匝間裝置安排在定子繞組就可以有效預(yù)防定子組發(fā)生匝間實際短路情況。不僅如此，電動機在單相接地過程中，若是其流經(jīng)的電流比規(guī)定值要大，那么一樣能夠把保護接地裝置進行順利安裝，從而繼電保護發(fā)動機會結(jié)合發(fā)動機相位、電流以及其對應(yīng)的中性點，由此建立高效縱連發(fā)動機保護體系。另一種是備用性保護，當(dāng)發(fā)動機處于低負(fù)荷情況時，極易產(chǎn)生絕緣擊穿問題，但是只要實施發(fā)電機方面的電壓保護技術(shù)就可以完美規(guī)避該問題[5]。另外，繼電保護技術(shù)對電壓進行良好保護也可以防止發(fā)動機產(chǎn)生破損或者短路等問題，如果發(fā)動機處于低負(fù)荷狀態(tài)下，并發(fā)生定子繞組故障，那么繼電保護技術(shù)就會即刻切斷電源，并在第一時間向維修工作人員傳遞警報。

3.3 保護變壓器

變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的構(gòu)成部分之一，繼電保護技術(shù)應(yīng)用在保護變壓器上反映在兩個方面。首先是對短路進行了有效保護，變壓器最為常見的問題就是短路，要想讓變壓器不再受短路問題的影響，繼電保護技術(shù)需要集中在對變壓器過電流和相應(yīng)阻抗進行合理繼電保護，而繼電保護阻抗主要憑借的是阻抗元件自身攜帶的保護機能，阻抗元件在運行一段時間后，會自動將電源予以切斷，從而為電力系統(tǒng)變壓器提供有力保障。繼電保護過電流主要是在變壓器左右兩個區(qū)域時間元件與電源內(nèi)設(shè)置電流保護裝置，電流元件與相應(yīng)時間元件在運行一定時間后也會自動切斷電源，借此達到保護電力系統(tǒng)變壓器的目標(biāo)。其次是對瓦斯進行全面保護[6]。當(dāng)變壓器的油箱受到損壞之后，故障電弧會將油箱內(nèi)的油以及相應(yīng)絕緣材質(zhì)予以分解，有害氣體就在此時生成，若是未曾保護瓦斯，就會大大增加事故的發(fā)生率，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)巨大經(jīng)濟、人員損失。但是繼電保護技術(shù)能夠?qū)ν咚惯M行很好的保護，其可以在油箱受損之后即刻開啟保護操作，也就是切斷變壓器真實電源同時傳遞警報，相關(guān)維修工作人員在收到警報信息時就會及時趕到對故障區(qū)域進行科學(xué)合理的處理。

4 提升電氣自動化系統(tǒng)中繼電保護技術(shù)應(yīng)用效果的有效措施

4.1 提升機電保護工作人員的綜合素養(yǎng)

第一，提高招聘門檻，積極聘用高素養(yǎng)、高專業(yè)、高技能的綜合型專業(yè)技術(shù)人員，其不僅需要對電氣自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有著全面深入的了解，還要明確繼電保護的全部要求，同時也要可以合理有效應(yīng)用主變壓器、線路、斷路器等保護裝置對系統(tǒng)予以定期檢驗、整組傳動試驗、繼電保護消缺以及優(yōu)化升級等措施。第二，嚴(yán)格遵守國家相關(guān)安全準(zhǔn)則需求，合理部署繼電保護現(xiàn)場作業(yè)安全裝置，并按照持續(xù)運行、宏觀調(diào)控的指導(dǎo)方針對繼電保護區(qū)域進行操作，如此方可保證作業(yè)的安全性與規(guī)范性，對于電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障問題才能盡快解決。第三，加大對繼電保護工作人員的培訓(xùn)教育力度，盡可能選擇理論+實踐的方法開展培訓(xùn)活動，除了要設(shè)置專業(yè)的實操場地之外，還需要邀請企業(yè)優(yōu)秀員工代表、行業(yè)專家當(dāng)做培訓(xùn)教師，借此提升相關(guān)工作人員的綜合素養(yǎng)、實操技能和安全意識等，令其可以完全掌握繼電保護技術(shù)的操作重點和標(biāo)準(zhǔn)流程，從而能夠科學(xué)應(yīng)對各類突發(fā)事件，強化繼電保護操作現(xiàn)場的安全管理效果。

4.2 加強繼電保護安全檢查工作

在電氣自動化系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護技術(shù)時，為保證安全防護的成效能夠充分滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，讓電力設(shè)備能夠更加安穩(wěn)可靠的運作，一定要對繼電保護實施嚴(yán)格的安全檢查工作。在具體運行過程中，供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)要求運行檢修工作人員對其管轄范圍內(nèi)的繼電保護裝置與安全自動裝置的運行情況進行全方位的檢測，既要對調(diào)度臺定值單予以仔細(xì)審核，查看其和現(xiàn)場執(zhí)行定值單是否相同。并對現(xiàn)場執(zhí)行定值單、裝置定值、壓板等予以認(rèn)真對比分析，如果存在區(qū)別，那么應(yīng)當(dāng)即刻通知市調(diào)、縣調(diào)等相關(guān)部門對其進行現(xiàn)場安全檢查與維修[7]。

5 結(jié)語

總而言之，在電氣自動化系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護裝置十分必要，其可以有效加強繼電保護系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提升電力系統(tǒng)的運行效率，同時還可以促進電力系統(tǒng)向著智能化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，為整個電力系統(tǒng)的順利有序運行奠定堅實基礎(chǔ)。對此，相關(guān)供電企業(yè)務(wù)必要提高對繼電保護技術(shù)應(yīng)用的重視程度，在實際實施環(huán)節(jié)，除了要提升繼電保護工作人員的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，還要充分貫徹繼電保護安全檢查措施，將繼電保護技術(shù)的價值予以充分發(fā)揮，進而促進我國電力事業(yè)未來的健康可持續(xù)發(fā)展。