電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用

熊志武

摘 要：在電力系統(tǒng)的建設(shè)中，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用，為整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。簡(jiǎn)單介紹了繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的工作原理、應(yīng)用體現(xiàn)，并從發(fā)電機(jī)、變壓器、接地保護(hù)三個(gè)方面闡述了該技術(shù)的具體應(yīng)用，說明了在電力系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；自動(dòng)化技術(shù)；供電質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.154

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們對(duì)電力日益增長(zhǎng)的需求，無不推動(dòng)著電力行業(yè)向著智能化的方向發(fā)展。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)建設(shè)中，自動(dòng)化技術(shù)越來越普遍。其中，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中難免會(huì)遇到各種問題。因此，研究和探討繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)具有重要的意義。

1 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的原理

電力系統(tǒng)是否安全、穩(wěn)定直接關(guān)系著供電質(zhì)量。所以，應(yīng)采取有效的措施來避免電力故障的發(fā)生，主要可從管理、技術(shù)兩個(gè)方面來進(jìn)行。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是在原有繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，利用告警、跳閘等對(duì)電力故障進(jìn)行隔離或切除，進(jìn)而起到保護(hù)電力系統(tǒng)的作用。隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，該技術(shù)也逐漸成熟。圖1為繼電保護(hù)的原理。在監(jiān)控模塊中，收集了保護(hù)目標(biāo)運(yùn)行的相關(guān)信息，可了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，進(jìn)而為決策的制訂提供全面的資料，還能對(duì)繼電裝置的功能參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整、修正，確保繼電裝置對(duì)各種電路故障進(jìn)行處理。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生故障

如果電網(wǎng)在運(yùn)行中產(chǎn)生了故障，繼電裝置會(huì)立即采取保護(hù)行動(dòng)，將故障構(gòu)件或設(shè)備、電網(wǎng)斷開，以防故障波及到其他設(shè)備甚至整個(gè)電網(wǎng)，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而減小故障損失。

2.2 電力故障已經(jīng)發(fā)生

對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的電力故障，繼電設(shè)備會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)報(bào)警，以便工作工作人員盡早清除故障。如果故障情況比較嚴(yán)重，則應(yīng)停止電網(wǎng)的運(yùn)行，進(jìn)而系統(tǒng)、全面的檢修或更換有風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)件，從而為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供一定的保障，提升供電質(zhì)量。

2.3 發(fā)生嚴(yán)重故障

當(dāng)已發(fā)生的電力故障非常嚴(yán)重時(shí)（對(duì)電力設(shè)備造成了損傷，電力系統(tǒng)的安全也受到了一定的威脅），繼電裝置會(huì)在第一時(shí)間發(fā)揮其保護(hù)作用，盡量減小損傷，阻止故障范圍擴(kuò)大，降低電網(wǎng)受損的程度，消除對(duì)供電安全的不利影響。

3 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

在電網(wǎng)中，發(fā)電機(jī)承擔(dān)著主要的發(fā)電作用，是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組分。此外，發(fā)電機(jī)還對(duì)繼電保護(hù)有著一定的影響。

3.1.1 重點(diǎn)保護(hù)法

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)很容易發(fā)生失磁故障，解決的方法主要圍毆進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。簡(jiǎn)而言之，就是將該技術(shù)應(yīng)用在接地、保護(hù)裝置中，其中，保護(hù)裝置的作用主要是用來解決短路問題，接地裝置主要用來解決接地電流問題。

3.1.2 備份保護(hù)法

當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)將電源切斷，從而保護(hù)發(fā)電機(jī)。比如，當(dāng)定子繞的負(fù)荷比正常值低時(shí)，繼電裝置就會(huì)自動(dòng)將電源切斷并報(bào)警。這種繼電保護(hù)的方式能避免發(fā)電機(jī)外部問題的產(chǎn)生，比如短路。

3.2 在變壓器中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，變壓器可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行改善，促使其運(yùn)行穩(wěn)定，是電網(wǎng)的關(guān)鍵組分。此外，變壓器可預(yù)防電力故障的產(chǎn)生，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供一定的保障。

3.2.1 短路保護(hù)

短路故障是變壓器經(jīng)常發(fā)生的故障。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，如果發(fā)生短路故障，則變壓器就會(huì)停止運(yùn)行，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行造成影響。所以，在變壓器的安裝中，應(yīng)做好預(yù)防工作。繼電保護(hù)裝置可以有效避免短路故障的發(fā)生。短路保護(hù)通常有過電流、抗阻保護(hù)兩種。其中，過電流保護(hù)指的是電流構(gòu)件的運(yùn)行達(dá)到限制時(shí)間后，就會(huì)自動(dòng)切斷電源，從而起到一定的保護(hù)作用；抗阻保護(hù)指的是抗阻構(gòu)件的運(yùn)行達(dá)到限制時(shí)間后自動(dòng)跳閘，進(jìn)而對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)。

3.2.2 瓦斯保護(hù)

變壓器運(yùn)行的過程是存在很大風(fēng)險(xiǎn)的，特別油箱發(fā)生故障時(shí)，油料、絕緣材料等物質(zhì)很容易被分解。在變壓器運(yùn)行的過程中，它們會(huì)受到電弧的影響，進(jìn)而釋放出對(duì)人體具有危害的氣體。所以，應(yīng)高度重視瓦斯保護(hù)，在做好瓦斯保護(hù)的措施后，故障發(fā)生時(shí)保護(hù)將立即動(dòng)作并報(bào)警。

3.2.3 接地保護(hù)

當(dāng)變壓器處于接地狀態(tài)時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)方法為零序電流法，主要對(duì)接地的兩邊設(shè)置保護(hù)。對(duì)于未接地的變壓器，應(yīng)采用的保護(hù)方法是零序電壓法。

3.3 在接地保護(hù)中的應(yīng)用

對(duì)于不同的線路接地方式而言，繼電保護(hù)可分為2種：①在電路產(chǎn)生比較小的故障時(shí)，第一時(shí)間報(bào)警，安排工作人員進(jìn)行檢測(cè)和維修。這種保護(hù)方式一般是在小電流的條件下進(jìn)行的，所以，也稱為小電流型接地保護(hù)。②在發(fā)生電路故障時(shí)能及時(shí)切斷電源，以保護(hù)電路安全，這種保護(hù)方式一般是在大電流的條件下進(jìn)行的，也稱為大電流型接地保護(hù)。在電路粗線產(chǎn)生故障時(shí)，應(yīng)做好保護(hù)措施，從而盡快恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

3.4 應(yīng)用實(shí)例

以220 kV變電站部分設(shè)備綜自改造工程（第一階段）為例，土建專業(yè)在繼保室備用位置擴(kuò)展新屏位改造，安裝新屏：在備用屏位36P 10 kV線路保護(hù)加裝37P 10 kV線路保護(hù)測(cè)控屏、38P 10 kV電容器保護(hù)測(cè)控屏和9P 10 kV站用變保護(hù)測(cè)控屏，如圖2所示。經(jīng)調(diào)試驗(yàn)證，新安裝的10 kV保護(hù)測(cè)控裝置運(yùn)行良好。

4 應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的意義

4.1 推動(dòng)了自適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展

在當(dāng)前信息化的大背景下，自適應(yīng)技術(shù)得到了快速發(fā)展，它能對(duì)電網(wǎng)中的故障進(jìn)行快速處理，促進(jìn)了繼電自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。所以，自適應(yīng)技術(shù)為電力行業(yè)提供了很大的便利，大大簡(jiǎn)化了電力行業(yè)工作的流程，也提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，繼電自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步也促進(jìn)了自適應(yīng)技術(shù)的升級(jí)、創(chuàng)新、優(yōu)化。

4.2 增加了網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的空間

繼電自動(dòng)化是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展為電網(wǎng)的遠(yuǎn)距離控制、繼電保護(hù)提供了一定

的發(fā)展條件。繼電自動(dòng)化裝置的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展能推動(dòng)電力控制系統(tǒng)的發(fā)展。所以，繼電自動(dòng)化的應(yīng)用可以為電網(wǎng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定提供一定的保障。

4.3 促進(jìn)了智能化發(fā)展

在當(dāng)前的電力行業(yè)中，自動(dòng)化、智能化是未來發(fā)展的主要方向。而繼電自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)用既提高了電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，又促進(jìn)了電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展。該技術(shù)可以對(duì)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而找出并清除電力系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)因子，大大節(jié)省了物力、人力，還能在一定程度上為電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠性提供一定的保障。

5 結(jié)束語

電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系著人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)。因此，應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，從而提高整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行以及供電質(zhì)量提供一定的保障。而該技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展與現(xiàn)代信息技術(shù)有著直接關(guān)系，也與電力工作人員的技術(shù)水平密切相關(guān)。因此，應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐，提高電力工作人員的業(yè)務(wù)水平，積極引進(jìn)高新技術(shù)，推動(dòng)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕