李大友
湖南皓熠機(jī)電設(shè)備有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000
伴隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展,電力行業(yè)也取得了較為顯著的成果以及進(jìn)步,與其相匹配的電力系統(tǒng)建設(shè)事業(yè)也在快速推進(jìn),專業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)也得到了全面的研發(fā)和升級(jí),卻讓我國(guó)電力系統(tǒng)的電力運(yùn)輸效率獲得了前所未有的提高,為我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)帶來(lái)了巨大保障。但在實(shí)際電力系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中,仍舊會(huì)遇到諸多的問(wèn)題和缺陷,尤其是繼電保護(hù)裝置安裝的過(guò)程中,時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一定的不足。在這當(dāng)中的繼電保護(hù)裝置作為不可或缺的重要零部件,必須要發(fā)揮持續(xù)穩(wěn)定的保護(hù)效果,促使電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,避免各類電力系統(tǒng)運(yùn)行故障的狀況出現(xiàn),也能及時(shí)為其提供防護(hù)和解決策略,讓電力系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)電能,為社會(huì)各類經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)提供支持。伴隨著我國(guó)繼電保護(hù)裝置的持續(xù)發(fā)展,各類新型科學(xué)技術(shù)已逐步應(yīng)用其中[1]。例如:當(dāng)前較為熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及微電子控制技術(shù),將這些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)有效的整合,隨后再融入到繼電保護(hù)裝置當(dāng)中,能夠讓現(xiàn)代化繼電保護(hù)裝置具備自動(dòng)化的運(yùn)行效果,促使未來(lái)的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的管理目標(biāo)。在自動(dòng)化技術(shù)的加持下,繼電保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的監(jiān)督,電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障問(wèn)題時(shí),繼電保護(hù)裝置便會(huì)立刻發(fā)揮自身作用,避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的狀況,盡最大可能降低故障問(wèn)題所帶來(lái)的損失。另外,通過(guò)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用,能夠讓電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化管控效果,一旦電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障問(wèn)題就會(huì)及時(shí)報(bào)警,切斷電力系統(tǒng)的電源供應(yīng),降低電力故障所帶來(lái)的不利損害,讓電力系統(tǒng)當(dāng)中的各類故障問(wèn)題得到靈活的解決。
如果在電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了故障問(wèn)題,繼電保護(hù)裝置就會(huì)直接控制斷路器,電力系統(tǒng)當(dāng)中的各項(xiàng)電源輸送設(shè)施也會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行,為后續(xù)電力系統(tǒng)故障問(wèn)題的探查工作和維修工作帶來(lái)便利條件,避免故障問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)電力系統(tǒng)仍舊運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于各個(gè)輸電設(shè)備所帶來(lái)的巨大沖擊,避免更大的安全故障問(wèn)題出現(xiàn)。通常情況下,在繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)的過(guò)程中,專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)對(duì)不同功能區(qū)域進(jìn)行合理的劃分,在這當(dāng)中包括取樣單元、處理單元、控制單元、操作電源、比較鑒別單元以及執(zhí)行單元六部分。取樣單元主要是發(fā)揮著電氣隔離的作用和效果,實(shí)時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置傳輸信號(hào)進(jìn)行讀寫和分析,比較鑒定單元能夠?qū)⒔o定單元信號(hào)和取釘單元信號(hào)準(zhǔn)確劃分,設(shè)置為不同分區(qū),從而提升處理單元各類信號(hào)指令的獲取效率和獲取準(zhǔn)確性。處理單元鑒定以及信號(hào)接收的過(guò)程中,便能夠同步完成各類信號(hào)的對(duì)比和處理,隨后還會(huì)結(jié)合實(shí)際狀況,針對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用性質(zhì)、組合方式作出恰當(dāng)合理的防護(hù)。
在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中,其設(shè)備能夠?qū)﹄娫催M(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理,從而對(duì)其提供相應(yīng)的保護(hù)效果。實(shí)際上,繼電保護(hù)裝置具備以下幾點(diǎn)功能和作用。第一,具備較高的靈敏度,能夠及時(shí)定位故障的發(fā)生位置和故障的具體性質(zhì)。第二,具備較強(qiáng)的速動(dòng)性,繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)升級(jí),大大提升了自動(dòng)繼電保護(hù)裝置各類故障問(wèn)題的處理速率和響應(yīng)及時(shí)性,極大的改善了以往電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平。第三,進(jìn)一步提高了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可靠性,各類故障問(wèn)題的發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)性持續(xù)降低,而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理,也不需要過(guò)多的人力資源投入。
圖1為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)就業(yè)區(qū)域分布??芍?,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)的就業(yè)前景非常廣泛[2]。
圖1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)就業(yè)區(qū)域分布
在電力系統(tǒng)持續(xù)高壓高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題,而后續(xù)的故障問(wèn)題處理則需要對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行定位,這就會(huì)應(yīng)用到自適應(yīng)技術(shù)。完善電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化技術(shù)水平,其裝置能夠?qū)崟r(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境作出調(diào)整和梳理,從而讓各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行效果更具銜接性,更具關(guān)聯(lián)性,提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn),加快自適應(yīng)技術(shù)的研發(fā)速率。
為了能夠讓機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)恰當(dāng)合理的運(yùn)用,相關(guān)技術(shù)人員要收集海量的數(shù)據(jù)信息,通過(guò)對(duì)各類數(shù)據(jù)信息的分析和處理,優(yōu)化繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化技術(shù)的處理水平,使其形成一套完整的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。為此,繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)的過(guò)程中,其自身網(wǎng)絡(luò)化也要不斷的擴(kuò)展和更新,同時(shí)還要讓網(wǎng)絡(luò)化模塊當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)具備更強(qiáng)的針對(duì)性和更豐富的應(yīng)用空間,更加全面的為各個(gè)目標(biāo)人群提供恰當(dāng)合理的服務(wù)。
自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代社會(huì)逐步朝向智能化發(fā)展的基礎(chǔ)同時(shí)也是智能化發(fā)展的過(guò)渡階段,智能化技術(shù)的有效運(yùn)用,能夠針對(duì)極為復(fù)雜的運(yùn)行任務(wù)進(jìn)行細(xì)致梳理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中存在的不足和缺陷,隨后還會(huì)制定較為恰當(dāng)合理的解決意見(jiàn),讓電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性大幅度提高。
在各類新型繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員可基于硬件設(shè)計(jì)以及大數(shù)據(jù)算法,從而組建出最為新型的繼電保護(hù)應(yīng)用系統(tǒng),在繼電保護(hù)裝置的加持下,讓電力系統(tǒng)具備自動(dòng)化運(yùn)行效果,閉環(huán)測(cè)試能力,大大提升機(jī)電設(shè)備的工作水平。在實(shí)際開(kāi)展大數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中,相關(guān)工作人員可運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),對(duì)繼電器應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中的故障問(wèn)題進(jìn)行全面檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)。
結(jié)合圖2當(dāng)中的信息內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn),繼電器輸出信息往往是源自于多個(gè)方面,這就需要相關(guān)工作人員在多種應(yīng)用當(dāng)中獲取繼電器保護(hù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)信息,在大量數(shù)據(jù)信息檢測(cè)的過(guò)程中,能夠快速的將故障信息特征提取出來(lái),隨后再將其進(jìn)行數(shù)據(jù)的全面融合。但由于繼電器輸出信息往往都是宏觀數(shù)據(jù),所以在應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中,還會(huì)和故障信息轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行連接,在其轉(zhuǎn)換的過(guò)程中會(huì)將模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息,這就需要工作人員將其與A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行連接,讓數(shù)據(jù)信息達(dá)成識(shí)別和轉(zhuǎn)換的效果[3]。
圖2 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖
開(kāi)展硬件設(shè)計(jì)工作,相關(guān)工作人員會(huì)應(yīng)用ARMCortex-M3處理器對(duì)繼電器的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確分析,完成繼電器狀態(tài)持續(xù)檢測(cè)過(guò)程,其檢測(cè)原理架構(gòu)示意圖如圖3所示。
圖3 繼電保護(hù)硬件設(shè)計(jì)
結(jié)合圖3當(dāng)中硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式能夠發(fā)現(xiàn),ARMCortexM3控制芯片能夠?qū)⒍嗵子布Y(jié)構(gòu)科學(xué)有效的聯(lián)系起來(lái),從而組建出一套完整的繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng),提升各類數(shù)據(jù)信息的傳送速率,讓系統(tǒng)的反應(yīng)更加快捷。得益于該套芯片自身具備的較強(qiáng)計(jì)算能力,所以能夠和以太網(wǎng)控制器全面組合,將各類重要信息順利快速的傳輸?shù)街付ㄎ恢卯?dāng)中,為后續(xù)相應(yīng)的信息處理以及命令執(zhí)行提供便利條件,達(dá)成多條信息共同分析傳輸?shù)男Ч瑫r(shí)兼顧了海量數(shù)據(jù)處理,高強(qiáng)度檢測(cè)能力的應(yīng)用效果。
在我國(guó)電力系統(tǒng)當(dāng)中,輸變電電網(wǎng)往往發(fā)揮著不可替代的重要作用,輸變電電網(wǎng)運(yùn)行是否具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性,這直接決定了電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行水平。而在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用過(guò)程中,能夠有效規(guī)避電氣故障問(wèn)題的發(fā)生概率,從根本上提升輸變電電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。因此,在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員必須要全面了解電網(wǎng)對(duì)于繼電保護(hù)裝置安裝工作的各類基本需求,還要結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)選擇較為適當(dāng)?shù)撵`敏度、響應(yīng)速度以及穩(wěn)定性效果。除此之外,相關(guān)工作人員要充分考慮輸電電網(wǎng)的自身的運(yùn)行實(shí)際狀況,通過(guò)對(duì)輸變電網(wǎng)建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)信息以及氣候信息收集以及勘探,制定出恰當(dāng)合理的電磁信號(hào)干擾問(wèn)題解決策略,讓繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用更具合理性,使其技術(shù)應(yīng)用方案水平進(jìn)一步提高,即使是在特殊條件下,繼電保護(hù)裝置也能正常的運(yùn)行和工作。
通常情況下,電氣系統(tǒng)在組建的過(guò)程中往往會(huì)包含大量不同種類的電氣設(shè)備,而在這些電氣設(shè)備當(dāng)中發(fā)電機(jī)往往會(huì)起到核心作用。如果電力系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)電機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題,那么電力系統(tǒng)就無(wú)法持續(xù)運(yùn)行,而發(fā)電機(jī)最為常見(jiàn)的故障便是定子組匝間短路問(wèn)題。該種故障問(wèn)題會(huì)造成短路位置的發(fā)電機(jī)組以及相關(guān)的設(shè)備自身溫度快速升高,當(dāng)其溫度超出規(guī)定范圍后發(fā)電機(jī)內(nèi)部的絕緣層就會(huì)喪失應(yīng)有作用,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。要想從根本上將該種問(wèn)題有效解決,相關(guān)工作人員就要針對(duì)發(fā)電機(jī)安裝較為完整的繼電保護(hù)裝置,一旦發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了瞬時(shí)短路故障問(wèn)題,繼電保護(hù)裝置就會(huì)迅速切斷發(fā)電機(jī)的能源供應(yīng),讓發(fā)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),避免短路事故對(duì)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)造成沖擊,同時(shí)繼電保護(hù)裝置還能及時(shí)交故障問(wèn)題信息以及故障的具體發(fā)生位置反饋電力系統(tǒng)監(jiān)管部門。發(fā)電機(jī)故障問(wèn)題往往是多種多樣的,如果發(fā)電機(jī)故障問(wèn)題出現(xiàn)在低負(fù)荷狀態(tài)下,那么其故障問(wèn)題主要會(huì)呈現(xiàn)出絕緣擊穿狀況,如果在此期間繼電保護(hù)裝置能夠?qū)㈦娫粗袛?,并及時(shí)發(fā)出警告信息,避免發(fā)電機(jī)組遭受不必要的破壞。
變壓器裝置在電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中往往發(fā)揮著不可替代的重要作用,是電力系統(tǒng)運(yùn)行體系當(dāng)中的基礎(chǔ)部分,相關(guān)工作人員必須要強(qiáng)化變壓器設(shè)備的繼電保護(hù)能力,從而大大降低電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程安全故障的發(fā)生概率。針對(duì)變壓器設(shè)置繼電保護(hù)裝置,需要對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的短路故障問(wèn)題進(jìn)行排查,還要結(jié)合以往瓦斯故障的發(fā)生特點(diǎn)作出恰當(dāng)合理的監(jiān)管和排查,提升接地裝置的保護(hù)水平。事實(shí)上,變壓器裝置在日常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)較為頻繁的便是短路故障問(wèn)題,相關(guān)工作人員要對(duì)短路故障問(wèn)題的具體發(fā)生因素進(jìn)行分析,隨后將自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置安裝到電流元件以及抗阻元件當(dāng)中,讓變壓器裝置的電壓電流運(yùn)行效果更加安全穩(wěn)定。另外,變壓器系統(tǒng)在持續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中必須要安排專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)其油箱溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)管,如果變壓器的油箱溫度快速升高,就會(huì)引發(fā)大規(guī)模的瓦斯爆炸,所以還要為其匹配相應(yīng)的瓦斯保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備,密切監(jiān)視變壓器設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)。
在電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中,其部分設(shè)施不可避免的會(huì)暴露在室外環(huán)境當(dāng)中,而與外界接觸的線路也往往是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,裸露在外部環(huán)境的輸電線路需要配備較為完整的繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù),在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的加持下,裸露在外部環(huán)境的輸電線路能夠持續(xù)穩(wěn)定的高效運(yùn)行,避免各類風(fēng)險(xiǎn)事故問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)。由于現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的電能傳輸具備較高的穩(wěn)定性要求,但由于外部自然環(huán)境的因素以及地理環(huán)境的因素會(huì)對(duì)輸電線路產(chǎn)生不利侵害,所以電力系統(tǒng)部門的工作人員必須要為其打造一套較為完整的接地裝置,相關(guān)技術(shù)人員還要結(jié)合輸電線路的具體工作環(huán)境以及天氣條件特點(diǎn),設(shè)置較為科學(xué)合理的接地方法。目前,大多數(shù)電力系統(tǒng)接地裝置在設(shè)置的過(guò)程中,都會(huì)采用大電流以及小電流接地策略,不同形式的基地策略必須要和地形地貌特征進(jìn)行匹配,提升接地裝置的實(shí)際應(yīng)用效果。大電流型接地裝置應(yīng)用過(guò)程中, 其裝置當(dāng)中的電流通過(guò)量往往相對(duì)較高,所以一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,那么基地線路瞬時(shí)電壓就會(huì)快速增加,使接地線路出現(xiàn)極為嚴(yán)重的負(fù)荷,這就會(huì)導(dǎo)致接地線路內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受極為嚴(yán)重的沖擊。在此過(guò)程中,應(yīng)用繼電保護(hù)裝置能夠立刻切斷電能輸入,迅速降低接地線路內(nèi)部的電壓值,降低接地線路的電流負(fù)荷,避免持續(xù)高壓對(duì)接電線路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損害,有效延長(zhǎng)接地線路的運(yùn)行壽命。另外,如果該區(qū)域電力系統(tǒng)保持小電流接地模式,當(dāng)其接地線路出現(xiàn)短路故障問(wèn)題時(shí),其輸電線路的電流就會(huì)快速降低,而為了保證接地線路電流能夠持續(xù)運(yùn)行,繼電保護(hù)裝置就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告信息,相關(guān)工作人員便會(huì)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理和解決,讓輸電線路恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在當(dāng)前社會(huì)背景下,高新科技得到了全面的發(fā)展,在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中也獲得了有效的推廣,而電力行業(yè)作為我國(guó)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)當(dāng)中不可或缺的重要部分,通過(guò)融入繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù),能夠大大提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,所以相關(guān)技術(shù)人員要不斷優(yōu)化繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用模式和應(yīng)用效果,充分發(fā)揮出技電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的故障問(wèn)題防護(hù)作用,從而為電力系統(tǒng)帶來(lái)更高的保護(hù)和支持,推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定的健康發(fā)展。