供電系統繼電保護及其自動化裝置的可靠性研究

賀建偉/國網寧夏電力公司銀川供電公司

供電系統繼電保護及其自動化裝置的可靠性研究

賀建偉/國網寧夏電力公司銀川供電公司

目前，隨著家用電器、大功率設備的不斷增多，電能需求也在日益增加，繼電保護作為電力生產中不可缺少的一個重要環節，它不僅能保護電力系統正常有序的運行，從而能有效地消除電力故障，減少由于事故所帶來的經濟損失。將繼電保護自動化技術應用在電力系統中可以有效保障系統運行的安全性與穩定性，根據功能的不同有靜態繼電保護器、整流繼電保護器、機電繼電保護器等等。本文主要分析繼電保護自動化技術在電力系統中的應用方式進行了詳細的研究和探討，同時期望繼電保護自動化技術的應用能夠為電力生產和運行提供更可靠的安全保障。

電力系統繼電保護；自動化技術；電力生產應用

電力系統主要包括配電系統、發電系統、電器設備、電壓變換系統與系統母線組成，電力系統運行可靠性直接影響著電力傳輸的質量，但是，電力系統的運行會受到各種因素的影響，為了保障電力系統運行的安全性與可靠性，必須要采取科學的措施降低故障的發生率，在計算機、網絡、通信和自動化技術的推動下，電力系統的繼電保護技術也取得了很大的發展，而且在電力系統的繼電保護技術的發展歷程中，以微電子、計算機、通信、網絡等技術為核心的信息化技術，成為了繼電保護自動化技術發展的核心。

1．電力繼電保護器的種類簡述

電力繼電保護器的類型是多種多樣的，根據功能的不同有靜態繼電保護器、整流繼電保護器、機電繼電保護器等等，靜態繼電保護器可以分為極化型繼電保護器、集成電路型繼電保護器、電磁型繼電保護器、感應型繼電保護器等類型。根據電氣量與量度的不同，可以將繼電保護器分為差動繼電保護器、電流繼電保護器、阻抗繼電保護器、頻率繼電保護器、電流繼電保護器幾個類型。【1】在電力系統運行時，繼電保護自動化機組會采集繼電保護對象的故障信號，比較定值與采集信息，將其傳輸到邏輯模塊中，邏輯模塊在收到信息后，會對信息進行計算與分析，如果計算結果為1，信號就會傳遞到執行模塊之中。

2．繼電保護自動化技術的簡述

電力系統作為一個全面、綜合工作的網絡系統，需要專門的保護裝置與專業的技術人員確保其安全工作，而繼電保護的最基本職能就是在電力系統運行不夠穩定或出現一些故障時實施有效的保護措施，將故障帶來的損失降到最低，防止電力系統的進一步惡化。繼電保護自動化技術在實施保護時主要表現在以下幾個方面：

2.1當運行中的電力系統發生故障時，繼電保護就會迅速的做出保護措施，將出現故障的零件或者設備與整個系統隔離，這樣能夠防止故障對其他設備或整個電力系統帶來影響，避免故障的進一步擴散，將故障造成的損失降到最低。

2.2當故障已經發生時，繼電保護裝置就會迅速的發出報警信號，提醒工作人員及時的對設備進行修理。當故障發生較為嚴重時，我們要停止整個電力系統的工作，對其進行一次全面的檢查，對于存在安全隱患的設備或零件盡快的更換，確保整個電力系統安全的運行，為客戶提供高質量的電能。

2.3當設施設備和電力系統發生的故障比較嚴重時，已經威脅到電網的安全或者已經損壞了電力系統的安全設施設備時，繼電保護的自動化裝置就會發揮它的功能和作用，盡量減少損壞或者威脅的程度，盡量避免更大面積的災害發生，繼電保護的自動化裝置，能夠減弱電力系統被破壞的程度和損害電力系統給安全供電造成的影響。

3．繼電保護自動化技術在電力系統中的應用分析

繼電保護自動化技術的應用的過程中包括幾個環節，即提出問題、分析問題、安裝調試、投入運行、后續維護、檢修技改，這幾個環節是相互聯系的，在應用繼電保護自動化技術的過程中，必須要把握好以上幾個環節的工作，將其有機結合起來，這樣才能夠保障技術應用的安全性，繼電保護自動化及時在電力系統中的應用包括以下幾個方面：

3.1在地接地保護中的應用

電力系統線路接地方式存在一定的差異，從類型上來看，電力系統能夠分為小電流型接地與大電流型接地兩種類型，前者只負責報警信號的發布，如果系統中的粗線出現故障，電力系統依然能夠正常運行。【2】大電流型接地在發生故障時，會將電源立即切斷，這可以起到理想的保護作用。

3.2在變壓器中的應用

變壓器是電力系統的有機組成部分，直接影響著電力系統運行的安全性與穩定性，考慮到這一因素，必須要做好變壓器的繼電保護工作。這包括以下幾個內容：第一、接地保護。對于直接接地的變壓器，需要使用零序電流保護法，在接地兩側位置設置保護動作，對不接地變壓器，使用零序電壓保護措施即可。第二、瓦斯保護。在變壓器油箱出現故障的情況下，絕緣材料與油會發生反應，生成有害氣體，因此，瓦斯保護應該是重中之重，在設置好瓦斯保護后，如果油箱出現故障，就能夠在第一時間啟動保護動作，發出報警。【3】第三、短路保護。短路保護有阻抗保護與過電流保護兩個內容，阻抗保護是利用變壓器中阻抗元件原理起到保護作用的方式，在阻抗元件經過一段時間的運行之后，會跳閘，就可以很好的保護變壓器；過電流保護即電流元件經過一段時間的運行之后，也會切斷電源，起到保護作用。

4．繼電保護自動化技未來發展趨勢

隨著計算機技術、通信技術以及信息技術的快速發展，電力系統繼電保護裝置面臨著新的發展趨勢，繼電保護裝置計算機化將隨著科學技術的發展向智能化，網絡化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展，將會極大的程度提高繼電保護裝置及其技術的自動化水平，以促進電力系統更加的安全可靠的運行，真正實現安全高效的運行，為電力企業和國家創造更大的經濟效益和社會效益。

4.1智能化趨勢

人工智能網絡的神經網絡是運用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復雜的非線性問題上利用神經網絡的方法，解開這些線性問題十分簡單，其中如遺法算法、模糊邏輯和進程規劃等在求解復雜問題的能力上也都有其獨特的方法。因此，將人工智能技術與繼電保護相結合，在一定程度上能加快電力系統的計算速度；另外，人工智能技術在電力系統繼電保護的自動化技術上發揮著重要作用，為繼電保護技術中一些常規方法難以解決問題提出了確實可行的辦法。

4.2計算機化趨勢

繼電保護裝置的計算機化和微機化是電力系統發展的總趨勢，在滿足電力系統要求的前提下，企業應該在考慮經濟效益與社會效益的同時，思考如何提高繼電保護裝置的計算機化和微機化，從而提高繼電保護的可靠性。隨著電力系統對繼電保護的要求不斷提高，除了基本的保護職能外，還需要對故障信息和數據的整理和存儲。【4】強大的通訊能力和快速的數據信息存儲以及保護裝置與其他控制裝置和調度設備的信息需要數據信息和網絡資源聯網，這就要求繼電保護裝置不僅僅是保護還要具備計算機的功能。

5．總結

綜上所述，在社會日益進步的今天，我們只有充分利用科技的發展對繼電保護自動化技術進行改革和創新，并結合實踐，提高繼電保護自動化技術在電力系統中的應用，以及電網運行的安全穩定性，從而為人們創建一個安全的用電環境，與此同時推進繼電保護自動化技術逐步向著智能化、計算機化、網絡化、一體化的方向發展。

[1] 戴亮.繼電保護在電力系統中的應用分析[J].科技創新與應用,2012,(31).

[2] 齊俊玲.繼電保護在電力系統中的應用[J].民營科技,2013,(1).

[3] 馬慶華.電力系統繼電保護的自動化研究[].科技致富向導,2011,(2).

[4] 宋菡楊.繼電保護用于電力系統自動化改造研究[J].中國包裝科技博覽,2012,(11).

賀建偉（1977－），男，寧夏固原人，工程師，從事變電站繼電保護及其自動化、通訊及仿真領域的研究。