電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的應用

李繆海

摘 要：在電力系統(tǒng)運行當中，繼電保護裝置有著舉足輕重的重要作用，其能夠保護系統(tǒng)更安全可靠的運行。電力系統(tǒng)在確保輸電安全穩(wěn)定運行的同時，還要求提高電力調(diào)度效率，而繼電保護裝置就能夠更好的保障電力系統(tǒng)的安全可靠運行。倘若輸電線路突然中斷或是出現(xiàn)了輸電異常時，甚至是電力系統(tǒng)的運行過載等，繼電自動化控制系統(tǒng)就可以及時有效的保護好電力系統(tǒng)，使故障線路或設備與正常線路保持安全性的隔離，避免發(fā)生連鎖反應，也減少了電力系統(tǒng)設備的不利影響因素。對此，下文在繼電保護自動化技術的原理及作用的基礎上，進行了對電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的應用分析。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；自動化技術；應用

1概述繼電保護自動化技術

1.1繼電保護自動化技術的工作原理

所謂繼電保護自動化技術是指在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，通過對輸入信號的借測與鑒定而得出一個鑒定值，如果鑒定值超出一定的標準時，繼電自動保護系統(tǒng)進而通過自身的邏輯部分以及執(zhí)行系統(tǒng)使得電壓降低，電流增高并且自動將電力系統(tǒng)的線路切斷，從而使得供電系統(tǒng)得到有效的保護。同時，因為繼電自動保護系統(tǒng)運用了先進的GPS定位系統(tǒng)，因而能夠在短時間內(nèi)有效地發(fā)現(xiàn)問題，從而促進遠程操作對電路進行快速的分析。由于繼電保護自動化系統(tǒng)裝置簡單，可操作性強，并可以自動對輸入的電流等相關信號進行測量分析，因而能夠快速有效地對故障線路起到有效的保護，從而降低發(fā)生電力事故的可能性，從而減少由此引發(fā)的經(jīng)濟效益的降低。

1.2繼電保護自動化技術的作用

電力系統(tǒng)作為一個綜合性的復雜系統(tǒng)，其內(nèi)部集成有成千上萬的零部件，如果其中一個單元出現(xiàn)故障，不僅會影響到電力系統(tǒng)的正常工作，還有可能帶來難以想象的災難。使用繼電保護自動化技術，可以自動檢測隱患故障的產(chǎn)生，并及時切斷受故障影響的電路，最終將故障帶來的損失降到最低。目前先進的繼電保護自動化技術，還具有預測故障的功能，并將結果及時通知給相關工作人員，使其得到及時維護。這對保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，具有非常重要的作用。

2繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用

2.1變壓器繼電保護的應用

電力系統(tǒng)中有多種電氣設備和元件，這些組成部分是不可缺少的，只有各設備均處于正常運行狀態(tài)，電力系統(tǒng)才能正常運行。因此變壓器在電壓變化的調(diào)節(jié)中起著重要的作用，相關人員必須在其周圍布置匹配的繼電保護自動化裝置，以達到變壓器保護的目的。這樣的重要部件很多，所以在電力系統(tǒng)中應用的繼電保護裝置也很多。在變壓器繼電保護中，相關人員應考慮變壓器的運行特性和要求，選擇合適的保護方式。繼電保護自動化技術在變壓器中的應用主要包括以下三個方面。①接地保護。系統(tǒng)中有幾種變壓器，有的直接接地，有的處于非接地狀態(tài)，不同狀態(tài)下的保護措施也不盡相同。對于前者，變壓器接地點兩側(cè)應設置繼電保護裝置，屬于零序電流保護方式。對于后者，雖然不用使用繼電保護裝置，但也需要做好保護工作，主要采取零序電壓保護措施。②瓦斯保護。系統(tǒng)中的瓦斯主要是在油箱中產(chǎn)生的。這種瓦斯不僅有害，而且會引起爆炸事故，因此瓦斯保護勢在必行。主要對瓦斯源進行繼電保護，相關人員可使繼電保護自動化裝置處于實時監(jiān)控狀態(tài)，在第一時間內(nèi)對瓦斯成分進行保護，該裝置可獲取信息，并將其傳送給相關人員。③短路保護。變壓器連接電路受到各種因素的影響，短路問題也會發(fā)生，短路會使流經(jīng)變壓器的電流直接飆升到最高，然后燒毀內(nèi)部元件，使變壓器報廢，使變壓器周圍的繼電保護裝置及時發(fā)現(xiàn)短路電流，及時斷開線路，使變壓器隔離保護。根據(jù)這種保護原理，短路保護可分為阻抗保護和過流保護兩種。前者主要利用阻抗元件來抵抗威脅，使變壓器開關在關鍵時刻能及時跳變，使變壓器不受損壞。后者主要使用電流元件保護電路和變壓器，其中電源和變壓器的連接直接斷開。

2.2繼電保護自動化技術在電廠設備中的應用

機電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用，電廠設備的繼電保護是應用的關鍵。隨著電力需求的不斷增加，電力系統(tǒng)不斷的采用大容量的發(fā)電機組，大容量發(fā)電機組不但價格昂貴，并且當設備發(fā)生故障時，維修也相對困難，并且一旦發(fā)生故障將會造成嚴重的安全隱患和巨大的經(jīng)濟損失。因此，為了降低發(fā)電機組發(fā)生故障的概率，將繼電保護自動化技術應用在發(fā)電機組以及相關的輔助記住中，使設備在被保護系統(tǒng)元件發(fā)生故障時能夠以繼電保護裝置開速脫離故障元件，將故障元件和電場設備的其他元件隔離，通過這種方式減少故障對系統(tǒng)元件的損害，進一步控制故障的擴散，降低對電場設備的損害。此外，繼電保護自動化技術在電廠設備中的應用，還能夠及時、準確的反應設備的運行狀態(tài)，當檢測出設備存在異常狀況時，將會發(fā)出信號，通知工作人員趕到事故現(xiàn)場進行處理，避免設備故障的發(fā)生。

2.3母線繼電保護的運用

繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在兩個方面，即相位對比保護和差動保護。相位對比保護主要是通過相位的對比方式，提高系統(tǒng)母線保護的有效性；差動保護主要是特點和變化都一致電流互感器設置在系統(tǒng)母線元件上，當系統(tǒng)母線側(cè)邊端子和二次繞組連接后，再將繼電保護器裝置安裝在系統(tǒng)母線差動位置上。在電流接地故障中，系統(tǒng)母線保護通過三相連接的方式實現(xiàn)繼電保護；在小電流接地故障中，系統(tǒng)母線繼電保護設置在相間短路中，通過兩相連接的方式實現(xiàn)繼電保護。為了保護母線部件，首先要獲得運行中的母線部件的當前信息。因此，需要在母線組件周圍安裝電流互感器，以實現(xiàn)母線組件的實時監(jiān)控。變壓器必須在變化和特性上保持一致。母線的兩端與兩個端子相連，連接在端子上。由于繼電器保護器主要安裝在系統(tǒng)母線的差動位置，所以這種保護方法稱為差動保護。在差動保護中，相關人員應檢查各種連接，確保連接正確。

3繼電保護自動化技術發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代化城市建設的發(fā)展進程中，繼電保護自動化技術向智能化、網(wǎng)絡化、計算機化發(fā)展已經(jīng)成為了必然趨勢。通過人工智能網(wǎng)絡中的神經(jīng)網(wǎng)絡，充分利用非線性映射方法提升繼電保護自動化技術水平，保障電力系統(tǒng)社會以及經(jīng)濟效益。再加之計算機技術的融入，更好的推動了機電保護自動化技術高效性，能夠進一步實現(xiàn)遠程控制，及時降低電力系統(tǒng)的損失。①智能化。隨著人工智能技術的發(fā)展和成熟，以及人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護自動化中的廣泛應用，如模糊邏輯算法、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡等，繼電保護自動化技術不斷優(yōu)化。在此過程中，基本實現(xiàn)了系統(tǒng)故障的正確識別，相信在不久的將來，隨著我國人工智能技術的進一步發(fā)展，繼電保護自動化系統(tǒng)的智能化特征將會更加突出。②網(wǎng)絡化。網(wǎng)絡技術在電力繼電保護系統(tǒng)中的應用和繼電保護網(wǎng)絡的建立是進一步提高繼電保護可靠性和保護效率的重要途徑。在人們用電量不斷增加、信息傳輸速度不斷加快的今天，網(wǎng)絡將成為未來電力系統(tǒng)繼電保護的主要技術。③計算機化。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，我國由自動芯片控制的電路保護硬件已發(fā)展成為32位CPU微處理器保護結構。受此影響，繼電保護的性能和響應速度明顯提高，繼電保護自動化系統(tǒng)的計算機化趨勢不可阻擋。

結語：

在電力系統(tǒng)中引入繼電自動化技術對提升電力系統(tǒng)的運行效率以及其工作性能的優(yōu)化都有著至關重要的影響和推動作用。所以說在電力系統(tǒng)中應用繼電保護自動裝置勢在必行。采用繼電保護自動化技術，可以遠程定位故障位置，為區(qū)域供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性奠定基礎，促進電力企業(yè)的長遠發(fā)展。值得注意的是，為了有效提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，應定期對繼電保護自動化裝置進行檢測和維護，并盡快對故障進行檢測。

參考文獻：

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