繼電保護自動化技術在電力系統中的應用分析

閻國明

摘 要：隨著當前國家建設逐漸深入，大眾用電需求日漸提升，在該種環境背景下強化發展電力系統成為了政府關注的焦點工作，尤其是現今電力系統運行負荷快速增加之下促使電力系統具備可靠性以及相應的安全性就顯得至關重要，繼電保護自動化（英文簡稱RPAN）技術則能夠對電力系統給予安全保障，更加能夠在電力系統出現故障后予以故障元件的及時隔離，確保其他部件有效正常運行，最大化降低了電力系統方面故障損失。該文基于此就RPAN技術進行著手分析，之后對RPAN技術應用于電力系統作用予以研究，最后探討RPAN技術具體應用于電力系統，以期為后續關于RPAN技術方面研究提供理論上的參考依據。

關鍵詞：繼電保護自動化技術 電力系統 應用

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0037-02

一般電力系統建立在系統母線以及配電和相應的電氣設備等基礎上，這些構成要素對于電力系統可靠性運行有著至關重要的影響作用，但是在日常電力系統實際運行環節中，子系統常常會由于外部環境因素等出現故障，引發電力設備被大量破壞，尤其是對于電力系統相應的服務質量起到了較大的消極影響，因此控制子系統故障是當前各個電力企業關注的焦點，而將RPAN技術應用其中則能夠在0.1 s時間里快速將故障子系統線路切斷，將故障損失降到了最低。

1 初探RPAN技術

通常來講，電網在實際運行中如果能夠保證較好的可靠性以及穩定性，則其供電質量也會相應提高，因而對于電力系統的保障不僅僅是集中在管理層面上，還應該是關注技術層面，RPAN技術本質上包含檢測系統能夠利用強制跳閘命令以及相應的發警報等方式將故障予以快速隔離以及有效切除。尤其是在當前電力工業快速發展環境背景下將RPAN技術添加其中并得以良好利用較為重要。RPAN技術中具體包含了五大單元，分別是取樣單元以及鑒別單元和相應的處理單元、信號及執行單元。其中取樣單元對電力系統中被保護相關線路予以有效取樣，之后鑒別單元進行取樣線路信號鑒別，有中間以及時間和相應的電流3種繼電器對鑒別信號進行信息處理并進入到信號單元，如果發現故障則執行單元依據故障采取相應操作行為[1]。可以說RPAN技術實際工作原理對于電力系統予以了實時調整修正并對其進行保護。

2 探析RPAN技術應用于電力系統作用

在了解了RPAN技術之后探討其應用于電力系統重要作用，主要是體現在以下3方面：其一是應用RPAN技術能夠對當前電力系統實際運行予以實時性以及有效性監控，尤其是能夠對電力系統中相關子系統以及設備中電流、電壓狀況進行準確及時反應，管理人員由此對電力設備是否運行正常以及電力系統是否有效運行進行科學合理判斷；其二是應用RPAN技術能夠最大化給予電力系統保護，一般來講在以往電力系統故障產生時一處線路損壞直接會促使其他線路斷開或者是燒毀，由一處蔓延至多處故障較常發生，針對該種狀況引入RPAN技術，當電力系統產生相應故障時能夠準確發現故障元件，并可以將相連故障元件的線路進行切斷，該操作由電路器實際產生指令，指令行為集中在跳閘命令以及切斷命令，電力系統中故障元件一旦被及時隔開則其他子系統仍然能夠較好地運行下去，更不會因此損毀，因此從該層面上講RPAN技術能夠最大化給予電力系統安全保護；其三是應用RPAN技術能夠對電力系統予以智能化控制，RPAN技術本質上屬于智能技術一種，當前社會發展以及科技創新較為快速，在該種環境之下電力工業也需要將高新技術融入其中，而智能化的RPAN技術完全是新時代的產物，將其應用其中智能化保護操作對于以往電力保護中人力以及物力的大量耗費也能夠予以較好回避，促使電力系統在智能技術保護下為大眾帶來優質供電服務[2]。

3 探析電力系統具體RPAN技術的應用

3.1 應用于保護母線

現今將RPAN技術引入電力系統體現在保護母線方面，具體來講，對于母線予以的保護通常集中在差動保護和相應的相位保護兩方面，RPAN技術對母線相位保護是指利用對比相位進而將母線有效性、可靠性大大提高，而差動保護則是將電流相應互感器于母線元件中予以設置，前提是設置其中的互感器需要是具備統一變化特點，在將二次繞組和相應的母線側端子予以連接后將互感器安置于差動區域，尤其是在大電流實際接地環節中，利用三相連接則能夠對母線起到較好保護作用，如果是小電流實際接地則母線保護需要是集中在相間短路并利用兩相連接，進而對母線起到保護作用[3]。

3.2 應用于保護發動機

現今將RPAN技術引入電力系統還體現在保護發動機方面，具體來講，電力系統較為關鍵部分集中在發動機上，發動機如果穩定以及安全運行能夠直接影響到電力系統有效性，RPAN技術對于發動機予以的保護則分為兩種：其一為重點性保護，發動機最常見的故障則是定子組匝間短路，短路區域常常溫度較高，而其絕緣層也會由于高溫出現破損，最終對發動機運行產生消極影響，而利用將保護匝間裝置安置于定子繞組則能夠避免定子組出現匝間實際短路狀況；此外電動機在進行單相接地環節中如果流經的電流大于規定值，同樣可以將保護接地裝置予以有效安裝，進而繼電保護發動機將發動機相位以及電流和相應的中性點予以結合則可以形成有效縱連發動機保護；其二為備用性保護，發動機在較低負荷狀態下較容易出現絕緣擊穿狀況，而采取發動機方面電壓保護則能夠將該問題予以良好回避；此外RPAN技術予以的電壓保護也能夠避免發動機出現破損短路現象，一旦在較低負荷狀態下出現定子繞組故障則RPAN技術切斷電源同時也會發出及時報警[4]。

3.3 應用于保護變壓器

現今將RPAN技術引入電力系統除了體現在上述兩方面之外，還體現在保護變壓器方面，具體來講，變壓器同樣也是當前電力系統關鍵構成，而RPAN技術給予變壓器的實際保護則體現在兩方面：其一是短路方面良好保護，變壓器出現短路狀況較為常見，而保護其不受短路問題困擾則集中在對變壓器過電流以及相應阻抗予以有效繼電保護，其中繼電保護阻抗依托于阻抗元件賦予其保護功能，阻抗元件一定時間段運行過后會予以電源自動切斷，進而實現保護電力系統變壓器實際目的；而其中繼電保護過電流則是于變壓器兩側區域時間元件和電源中予以保護電流裝置實際安裝，電流元件和相應的時間元件一定時間段運行過后也會予以電源自動切斷，進而實現保護電力系統變壓器實際目的。其二是瓦斯方面良好保護，變壓器產生油箱破損后故障電弧促使油箱中的油和相應的絕緣材質不斷分解，在該種狀態下極易生成有害氣體，如果不對瓦斯進行良好保護很容易引起重大經濟以及人員損失，而依托RPAN技術保護瓦斯則能夠在油箱破損之后產生及時保護啟動動作，即切斷變壓器實際電源并發出警報，相關維護人員也會在警報信息發出之后快速對故障區域予以有效處理[5]。

3.4 應用于線路保護

RPAN技術引入電力系統還體現在線路保護方面，具體來講，從電力系統本質上講其具備較為復雜錯綜內部線路構造，線路可以說是整個電力系統能夠運行的重要載體，無論是發動機還是相應的變壓器等沒有了線路連接即使其設備功能性再強也無法良好運行，由此可見對于線路保護的重要性，而對于線路的實際保護主要是集中在線路實際接地環節中的良好保護，現今線路在實際接地環節中強化接地線路良好保護需要開展以下有效保護措施：其一是增加零序功率，一旦出現接地故障改變零序功率實際方向，一般零序功率具備較小波動，因此能夠實現保護和有效預測接地故障；其二是增加零序電流，一旦出現接地故障可以快速提升零序電流，此過程操作具備敏感性能夠及時予以電源切斷并良好保護電力系統；其三是增加零序電壓，通常電力系統穩定正常操作環節中并無相應零序電壓的產生，一旦出現接地故障則會相應產生零序電壓，快速降低零序電壓并快速報警為有效措施，而相應維護人員也會在接收報警之后對電壓表數予以觀察和相應判斷，最終確定具體接地故障。總結來講，RPAN技術應用于電力系統展現了其智能化的發展趨勢，尤其是近些年智能化人工技術快速普及并得到了各個領域的認可，將RPAN技術應用于電力系統僅僅是其作用的部分展現，RPAN技術還可以更為廣泛地應用于神經網絡和相應的遺傳算法、邏輯計算機等等中，對于故障檢查識別具有積極的影響作用，該文中將RPAN技術應用于電力系統接地線路以及變壓器和相應的發動機等保護中最終也促使了電力系統更加穩定有效[6]。

4 結語

綜上分析可知，從RPAN技術故障檢測功能來講將其比作是電力系統的“守護哨兵”一點也不為過，通過將RPAN技術實際地引入到電力系統中則能夠對其母線以及相應發動機和變壓器、接地線路進行運行安全保障，促使電力系統在智能化監督控制中得以穩定操作，一方面將電力系統整體服務可靠性大大提高；另一方面也給予大眾優越的用電環境，而該文對于電力系統實際應用RPAN技術進行分析旨在為現今以及未來電力系統優化發展獻出自己的一份研究力量。

參考文獻

[1] 王翰，嚴進偉.電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析[J].中國新技術新產品，2013（3）：161-162.

[2] 李正.電力自動化中微機繼電保護技術的應用探析[J].科技創新與應用，2015（11）：170.

[3] 萬順明.電力系統中繼電保護自動化技術的應用解析[J].科技經濟市場，2015（8）：12.

[4] 周晟.繼電保護技術在電力系統中的應用現狀探討[J].電子技術與軟件工程，2015（12）：244.

[5] 牟欣培.電力系統中繼電保護自動化技術的應用與實現[J].科技與創新，2015（21）：132，136.

[6] 謝春霖.繼電保護故障分析處理系統在電力系統中的應用[J].科技創新與應用，2016（21）：215.