繼電保護(hù)自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

楊鎮(zhèn)通

摘要：為了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，必須有效協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)自動化與繼電保護(hù)的關(guān)系，推動電力系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。在此期間，我們需要及時改善電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，使電力企業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展，為社會各界提供安全、智能的電力支持。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);自動化技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用

1在電力系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)自動化技術(shù)的意義及作用

電力系統(tǒng)對于社會各方面發(fā)展的重要意義有目共睹，隨著社會需求的不斷增加，電力系統(tǒng)的負(fù)荷也逐漸增大，而且在電力輸送的過程中很容易發(fā)生電壓不足的現(xiàn)象，而一旦出現(xiàn)電壓過低，甚至是直接出現(xiàn)了短路，不僅會直接影響到該區(qū)域內(nèi)用戶正常的生產(chǎn)生活，也會造成整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定，嚴(yán)重的甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)的癱瘓，進(jìn)而引發(fā)一系列問題，帶來生命、財(cái)產(chǎn)的損失。而要想提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就要能夠及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)安全隱患并進(jìn)行處理，現(xiàn)階段能夠解決這一問題的最好方法就是繼電保護(hù)自動化裝置的使用。繼電保護(hù)自動化裝置已經(jīng)逐漸成為了電力系統(tǒng)中重要的組成部分，它能夠在不影響其正常運(yùn)行的前提下，對整個電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行自動排查，提高排查的效率及準(zhǔn)確率，并能有選擇性地檢修某些故障，不僅提高了系統(tǒng)運(yùn)行的自動化反應(yīng)能力和運(yùn)行效率，也能更好地保護(hù)其它的電氣設(shè)備。

2電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1線路接地保護(hù)的應(yīng)用

通過實(shí)踐可知，對于不同的線路也需使用不同的接地方式，多數(shù)接地保護(hù)方式運(yùn)用大電流和小電流方式進(jìn)行處理。大電流接地便是在系統(tǒng)發(fā)生故障時，在第一時間將電源切斷，這樣便可保障電力系統(tǒng)不會受到損傷。小電流保護(hù)則是在出現(xiàn)故障時，及時進(jìn)行報(bào)警提示。如果電流系統(tǒng)發(fā)生單相的接地故障，小電阻系統(tǒng)本身電流值較小，則可作為有效的接地系統(tǒng)。小電流接地模式也可分為下述兩種類型：

（1）零序電壓。如果電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)不會出現(xiàn)零序電壓問題。如果系統(tǒng)發(fā)生故障，將導(dǎo)致零序電壓問題的發(fā)生。繼電保護(hù)技術(shù)可以對系統(tǒng)進(jìn)行處理，在短時間內(nèi)完成零序電壓的處理，并及時發(fā)送信號。接到信號后，工作人員將采取有效措施進(jìn)行技術(shù)處理。

（2）零序電流。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致零序電流升高。此時，繼電保護(hù)技術(shù)的作用不再明顯，必須及時切斷電源，為電力系統(tǒng)提供保障。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，零序電流將沿電纜流入故障點(diǎn)。此時，它將進(jìn)入電流互感器，然后接地。這種模式可以有效地防止信號受到影響，降低出現(xiàn)問題的概率。

2.2在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用

變壓器作為電力系統(tǒng)的核心部件，起著非常重要的作用。它不僅可以優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且可以避免系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行故障，保證系統(tǒng)始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。因此，我們應(yīng)始終注意變壓器的工作狀態(tài)，以確保其正常運(yùn)行。第一，短路保護(hù)。當(dāng)繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)線路發(fā)生短路故障時，調(diào)壓器將阻斷通過的電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電流通過時，將控制跳閘并直接切斷電流，以確保變壓器的安全和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。第二，氣體保護(hù)。自動化裝置還可以實(shí)時監(jiān)測油箱內(nèi)變壓器產(chǎn)生的氣體，因?yàn)槿绻娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障，會引起電弧放電，分解油和絕緣材料，釋放有害氣體。繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)能自動檢測有害氣體，發(fā)現(xiàn)后及時切斷電源。它不僅能保護(hù)變壓器的安全，還能發(fā)出報(bào)警，切斷故障線路，為電力系統(tǒng)的安全提供保障。第三，繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)還可以為變壓器提供接地保護(hù)。通過直接控制流經(jīng)變壓器的電流，電壓變?yōu)榱阈螂娏?，并采取相?yīng)的零序保護(hù)動作，確保未接地變壓器始終處于零序電壓環(huán)境中。

2.3發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)

（1）密鑰保護(hù)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，常見的故障是定子組匝間短路。一旦出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)溫度迅速升高，損壞發(fā)電機(jī)絕緣層，使設(shè)備難以正常運(yùn)行，影響發(fā)電機(jī)功能的穩(wěn)定性。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時，應(yīng)安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置，以避免再次發(fā)生故障。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行期間，應(yīng)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。發(fā)電機(jī)問題的主要原因是單向接地電流超出標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)中安裝的接地裝置可以起到保護(hù)作用，避免對發(fā)電機(jī)性能造成損壞。

（2）備份保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于低負(fù)荷時，會發(fā)生絕緣擊穿。如果出現(xiàn)上述問題，必須借助保護(hù)裝置切斷電源，以提高電壓的保護(hù)效果，并發(fā)出警告信息，以保護(hù)發(fā)電機(jī)免受短路等問題的影響。在采用相關(guān)保護(hù)技術(shù)時，電壓保護(hù)能保證技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)短路，避免發(fā)電機(jī)二次損壞。

2.4在網(wǎng)絡(luò)母線保護(hù)中的應(yīng)用

第一，相位保護(hù)。通過綜合比較整個電力系統(tǒng)運(yùn)行中各相模式的差異，可以綜合評價母線的運(yùn)行狀態(tài)和工作性能，從而加強(qiáng)對電路的控制。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們可以確保電路能夠及時切斷，以保護(hù)總線。二是差動保護(hù)。在母線元件上設(shè)置電流互感器，通過檢測變壓器之間的變化和特性是否一致，判斷是否需要對母線采取保護(hù)措施。如果變壓器差動過大，將通過控制系統(tǒng)及時切斷電路，以保護(hù)母線。

2.5集中故障處理措施

在處理故障時，必須更有針對性。由于干線類型的明顯差異，還應(yīng)采取適當(dāng)措施處理不同類型的故障。一般來說，主干線為架空饋線，相關(guān)人員需要按照以下程序進(jìn)行故障排查和處理：首先，如果故障點(diǎn)在饋線內(nèi)，變電站出線斷路器將自動跳閘，自動隔離故障產(chǎn)生的電流;其次，延遲0.5s后，如果斷路器開關(guān)成功完成重合閘，則可以判斷這不是突發(fā)問題。如果不能重合閘，則表明不是長期故障;第三，阻塞配電將獲得交換機(jī)相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)信息并發(fā)送給主站。主站可以科學(xué)地處理獲取的信息，判斷故障的具體位置和類型;第四，如果是突發(fā)性故障，應(yīng)將該故障的數(shù)據(jù)信息記錄在故障處理記錄數(shù)據(jù)中，作為后續(xù)處理類似故障的參考。如果屬于長期故障類型，相關(guān)人員需要完全掌握故障附近的所有開關(guān)，封鎖故障線路和相關(guān)線路，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸至相關(guān)變電站，以確保變電站斷路器設(shè)備的所有開關(guān)閉合，從而保證供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性。工作人員完成所有處理工作后，應(yīng)保留相關(guān)數(shù)據(jù)，如記錄故障類型、位置等信息。這樣，供電完成后，如果配電網(wǎng)發(fā)生類似故障，可以根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效判斷。

2.6智能報(bào)警及事故信息處理技術(shù)

優(yōu)化和升級繼電保護(hù)設(shè)備的報(bào)警和信息處理技術(shù)，可以顯著提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。該技術(shù)手段可實(shí)現(xiàn)變電站的實(shí)時監(jiān)控，從而在第一時間發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障，并采取科學(xué)的措施進(jìn)行處理。員工可根據(jù)預(yù)警信息及時組織維護(hù)等活動，避免系統(tǒng)長期處于異常狀態(tài)，對相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行效果產(chǎn)生不利影響。此外，通過使用該技術(shù)，可以為技術(shù)人員提供更可靠的數(shù)據(jù)信息。在處理類似故障時，技術(shù)人員可參考以往的數(shù)據(jù)，在最短的時間內(nèi)排除故障，確保變電站運(yùn)行的效果。

結(jié)論

通過實(shí)踐分析得知，要提升電力自動化繼電保護(hù)研究能力，提高電力自動化繼電保護(hù)安全技術(shù)應(yīng)用效率，技術(shù)人員需重視創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用方法，科學(xué)地進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，全面掌握技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，才能進(jìn)一步為電力自動化繼電保護(hù)工作開展提供有效技術(shù)保證。

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