電力自動化系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用分析

馮 亮

長園深瑞繼保自動化有限公司，廣東 深圳 518000

0 引言

近年來我國電氣行業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)了信息化、數(shù)字化與智能化，電力系統(tǒng)也全面轉(zhuǎn)型為自動化系統(tǒng)。在此環(huán)境下電力企業(yè)務(wù)必創(chuàng)新電力系統(tǒng)控制模式，提高系統(tǒng)電能效率與服務(wù)質(zhì)量，通過先進(jìn)技術(shù)手段推動繼電保護(hù)技術(shù)裝置創(chuàng)新，維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保障電網(wǎng)安全。電力系統(tǒng)穩(wěn)定與安全運(yùn)行在電力行業(yè)中十分重要。目前我國電力系統(tǒng)朝著自動化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展，這也體現(xiàn)出電力自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重要性。通過繼電保護(hù)控制技術(shù)，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置，可及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的故障，并起到故障預(yù)防的效果。

基于此，文章圍繞電力自動化系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置展開討論，總結(jié)有利于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的有效對策。

1 電力自動化系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的價值

電力自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在諸多流程，而且各個流程也涵蓋了大量的關(guān)聯(lián)要素，這就需要工作人員做好系統(tǒng)運(yùn)行過程的管控。繼電保護(hù)是電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一，電力系統(tǒng)難免出現(xiàn)運(yùn)行故障，工作人員必須時刻關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行狀況。如果發(fā)生處理難度大的故障，必須聯(lián)合諸多部門共同分析處理故障。繼電保護(hù)裝置基本參數(shù)如表1 所示[1]。

表1 繼電保護(hù)裝置基本參數(shù)

對電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行的各個流程展開標(biāo)準(zhǔn)化管理，以免故障發(fā)生之后威脅到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對系統(tǒng)各個流程潛在故障展開大力排查，加大自動化設(shè)備應(yīng)用力度。嚴(yán)格遵守電力自動化系統(tǒng)在運(yùn)行方面提出的要求，通過利用繼電保護(hù)裝置加強(qiáng)電力自動化系統(tǒng)的監(jiān)督管控，確保繼電保護(hù)自動化技術(shù)優(yōu)勢得到體現(xiàn)，維持電力系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。除此之外，繼電保護(hù)裝置也能夠減輕工作人員工作量，提高電力自動化系統(tǒng)故障排查效率與準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)電力自動化系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的最大化。

2 電力自動化系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的要求

2.1 安全性與穩(wěn)定性

電力自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置具有保護(hù)功能，保障了電力自動化系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置具有極強(qiáng)的功能性，一旦電氣元件發(fā)生問題，會快速分析問題，并提出解決對策。電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行期間，繼電保護(hù)裝置的關(guān)鍵任務(wù)在于處理其負(fù)責(zé)范圍內(nèi)所有的電氣裝置故障。因此繼電保護(hù)裝置本身必須具備極高的安全性與穩(wěn)定性，這樣才能保護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2.2 靈活性與快捷性

電力自動化系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置可以迅速查找運(yùn)行時發(fā)生的故障，根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)提出最為合適的處理對策。繼電保護(hù)裝置具有非常大的優(yōu)勢，可以按照既定標(biāo)準(zhǔn)分析當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，從而采集相關(guān)數(shù)據(jù)。為了更好更快地發(fā)現(xiàn)故障、分析故障，繼電保護(hù)裝置必須具有較高的靈活性、靈敏度，也要具有快捷性。

2.3 選擇性

電力自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行期間可以選擇性解除存在故障的元件，使停電區(qū)域得以縮小。在發(fā)生故障的情況下，非故障區(qū)域依然可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，快速清除故障，最大限度地縮小故障帶來影響，以免因電力系統(tǒng)故障影響社會其他領(lǐng)域的正常運(yùn)作。電力自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置要有一定的選擇能力，能夠區(qū)分故障器件和非故障器件。

3 繼電保護(hù)裝置在電力自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)一體化管理中的應(yīng)用

電力自動化系統(tǒng)往往自動采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，工作人員按照采集到的數(shù)據(jù)展開分析，提出切實(shí)可行的保護(hù)措施，控制電力自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，降低系統(tǒng)故障發(fā)生概率，促使系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。加強(qiáng)電力自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)，需要用到相關(guān)的繼電保護(hù)裝置。根據(jù)既定要求，電力自動化系統(tǒng)在采集相關(guān)數(shù)據(jù)之后，可通過自動化設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控，方便工作人員排查系統(tǒng)故障[4]。針對采集到的數(shù)據(jù)加以管理，深入開展電力自動化系統(tǒng)安全保護(hù)，此時需要用到智能化設(shè)備，精準(zhǔn)測量系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的參數(shù)，達(dá)到一體化設(shè)計管控目的。既可以提高電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行效率，又能夠幫助工作人員深入探索開發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，夯實(shí)電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)。當(dāng)電力自動化系統(tǒng)的運(yùn)行時，與機(jī)電保護(hù)自動化系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息采集、系統(tǒng)防護(hù)、參數(shù)測量與系統(tǒng)控制的一體化，構(gòu)建閉環(huán)管理機(jī)制，使電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行效率得到顯著提升[5]。

3.2 繼電保護(hù)裝置在變壓器繼電保護(hù)中的應(yīng)用

電力自動化系統(tǒng)的變壓器裝置具有基礎(chǔ)性作用，強(qiáng)化變壓器繼電保護(hù)，一方面可以避免系統(tǒng)在運(yùn)行時產(chǎn)生的故障，另一方面也會對電力自動化系統(tǒng)提供安全保護(hù)。變壓器繼電保護(hù)裝置包括排查短路與瓦斯故障，并具有接電保護(hù)功能[6]。例如，工作人員經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)短路故障根本原因，然后在電流元件與抗阻元件上安裝自動化繼電保護(hù)裝置，確保電壓電流更加穩(wěn)定。變壓器系統(tǒng)在運(yùn)行時，工作人員必須全方位監(jiān)督、控制變壓器油箱溫度，若變壓器油箱溫度異常升高，會導(dǎo)致瓦斯爆炸。針對這一問題可以安裝繼電保護(hù)裝置，實(shí)時監(jiān)督變壓器設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題后，馬上傳輸危險信號，同時發(fā)出預(yù)警切斷電源，工作人員前往現(xiàn)場處理事故[7]。除此之外，工作人員按照變壓器接地情況，科學(xué)配置接地自動化繼電保護(hù)裝置，也是變壓器繼電保護(hù)的可行策略。

3.3 繼電保護(hù)裝置在發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)同樣非常重。對于比較常見的短路故障，可以安裝自動化繼電保護(hù)裝置，避免事故的發(fā)生。自動化繼電保護(hù)裝置能夠起到縱聯(lián)差動保護(hù)效果，減少故障造成的危害，加強(qiáng)重點(diǎn)防護(hù)。另外，發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置可以采用備用保護(hù)的方法，減少短路給發(fā)電機(jī)帶來的損害，也可以為工作人員現(xiàn)場處理故障提供參考。

3.4 繼電保護(hù)裝置在線路接地自動化保護(hù)中的應(yīng)用

電力自動化系統(tǒng)在運(yùn)行時所需線路設(shè)施數(shù)量較多，繼電保護(hù)自動化裝置可以避免短期內(nèi)零序電流的迅速增加，建議對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行合理配置，確保在發(fā)生故障的同時能夠快速切斷電源電路。

工作人員按照采集到的電壓值，快速判斷故障點(diǎn)位與故障類型，采取線路接地保護(hù)的方法，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性[8]。在電力自動化系統(tǒng)中合理配置繼電保護(hù)自動化裝置，還需要加強(qiáng)系統(tǒng)全過程運(yùn)行的監(jiān)控，工作人員實(shí)時關(guān)注繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況，判斷運(yùn)行期間產(chǎn)生的參數(shù)，結(jié)合信號顯示數(shù)值開展繼電保護(hù)裝置智能化管理，降低故障發(fā)生概率。另外，工作人員還可以挑選滿足系統(tǒng)要求的繼電保護(hù)裝置，重點(diǎn)用開展裝置智能化、靈敏度測驗(yàn)，保證繼電保護(hù)裝置功能得到體現(xiàn)[9]。

3.5 繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)安全管控中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動化方面，早已實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)運(yùn)輸管理的一體化管控目標(biāo)，并構(gòu)建了電力系統(tǒng)安全控制機(jī)制。在此管控機(jī)制中，配電網(wǎng)、發(fā)電廠、變電站均是其中非常關(guān)鍵的一部分，電力系統(tǒng)安全管控中應(yīng)用安全自動化控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動保護(hù)的效果。安全監(jiān)測與生產(chǎn)調(diào)度等工作實(shí)現(xiàn)了自動控制的目的，電力生產(chǎn)效率也顯著提升，為供電電壓、電流穩(wěn)定性提供保障。配電網(wǎng)、變電站與發(fā)電廠在自動化管理期間，按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適合的安全管理辦法。建議配電網(wǎng)、變電站與發(fā)電廠在構(gòu)建安全自動化控制體系過程中，采用分級管控方法，深入推動電力自動化系統(tǒng)安全管控工作，也為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)[10]。

4 完善電力自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的建議

4.1 完善繼電保護(hù)相關(guān)制度

首先針對各類型繼電保護(hù)系統(tǒng)展開分析，提出針對性保護(hù)建議。構(gòu)建繼電保護(hù)相關(guān)制度，其間需要重點(diǎn)考慮到設(shè)備維護(hù)所具有的影響力，如果電力自動化系統(tǒng)中采用的繼電保護(hù)裝置相對滯后，可能會使電力自動化系統(tǒng)進(jìn)入崩潰狀態(tài)。在日常設(shè)備維護(hù)以外，工作人員還應(yīng)該定期監(jiān)測繼電保護(hù)裝置，排查裝置故障，確保電力自動化系統(tǒng)的安全性和可靠性[11]。

4.2 提高相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)

電力自動化系統(tǒng)在開展繼電保護(hù)控制期間，工作人員不斷提升個人的專業(yè)水平，認(rèn)真對待繼電保護(hù)各個流程的工作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電力自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障之后，可以快速前往現(xiàn)場檢查判斷，科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備，處理好電力自動化系統(tǒng)故障，最大限度地降低系統(tǒng)風(fēng)險。工作人員必須加強(qiáng)工作協(xié)調(diào)性，確保個人所在工組的有效性，并能夠?qū)ψ约核诠ぷ鲘徫患訌?qiáng)監(jiān)督，確保電力自動化系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置效能得到有效體現(xiàn)，并有效規(guī)避系統(tǒng)安全隱患與故障的發(fā)生[12]。

4.3 提高繼電保護(hù)裝置技術(shù)水平

一方面，工作人員需要定期排查設(shè)備，尤其是一些容易發(fā)生故障的設(shè)備，必須嚴(yán)格檢查，將可能發(fā)生的故障及時消除。另一方面，需要積極融合檢測和信息技術(shù)，提高繼電保護(hù)裝置的故障檢測效率。工作人員尤其要做好電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行過程的監(jiān)督，明確各項(xiàng)隱患根本原因與影響因素，通過切實(shí)可行的控制措施維持電力自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

在選擇繼電保護(hù)裝置時，工作人員應(yīng)該檢查產(chǎn)品類型與規(guī)格，確保裝置滿足規(guī)范要求。挑選元器件時，應(yīng)該重點(diǎn)分析元器件的使用壽命、發(fā)生故障概率，通過綜合對比選擇質(zhì)量好、價格低的元器件產(chǎn)品[13]。若選擇的元器件存在質(zhì)量隱患，應(yīng)該及時聯(lián)系生產(chǎn)廠家予以更換。另外，晶體管保護(hù)裝置由于電流上升、短路等原因很大概率會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置故障，建議利用隔離法設(shè)計晶體管保護(hù)裝置。

5 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前行業(yè)發(fā)展背景下，電力自動化系統(tǒng)不僅需要保證系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，還應(yīng)該重點(diǎn)排查安全隱患與故障，這就體現(xiàn)出繼電保護(hù)裝置的重要性。大力引進(jìn)繼電保護(hù)裝置，并且針對工作人員展開培訓(xùn)，使其能夠充分了解繼電保護(hù)的操作要點(diǎn)。針對電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行全過程開展安全防護(hù)，切實(shí)提高系統(tǒng)運(yùn)行效率與安全保護(hù)能力。利用繼電保護(hù)裝置及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，并由工作人員進(jìn)行分析判斷，針對每一種故障提出針對性解決對策，使系統(tǒng)能夠快速恢復(fù)運(yùn)行，最大限度地縮小故障影響范圍，保障電力自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。