電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用

高 洋

（國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)春供電公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

0 引言

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中全面加強(qiáng)系統(tǒng)的安全防護(hù)，是技術(shù)人員關(guān)注的重要內(nèi)容。全面探究適合電力系統(tǒng)實(shí)際特點(diǎn)的現(xiàn)代化保護(hù)設(shè)施設(shè)備，加強(qiáng)自動(dòng)化防護(hù)，才能切實(shí)保證電力系統(tǒng)高效穩(wěn)定安全運(yùn)行。伴隨電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，用電單位和個(gè)人對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化方面的要求也越來(lái)越高。加強(qiáng)現(xiàn)代化信息技術(shù)的融合應(yīng)用，借助智能化設(shè)備，將其和電力系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備設(shè)施有效關(guān)聯(lián)，從而打造完善的自動(dòng)化系統(tǒng)，才能切實(shí)發(fā)揮繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的價(jià)值，并為電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障[1]。由于電力系統(tǒng)運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要密切關(guān)注電壓變換、發(fā)電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容，加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化體系的設(shè)計(jì)，全面強(qiáng)化智能化管控，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的一些問(wèn)題，并針對(duì)性排除故障。加強(qiáng)新時(shí)期電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化應(yīng)用的意義與措施分析，具有重要的社會(huì)價(jià)值。

1 電力系統(tǒng)中加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化探索的意義

電力系統(tǒng)運(yùn)行涉及很多環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)又有很多關(guān)聯(lián)要素，所以需要技術(shù)人員全面加強(qiáng)過(guò)程控制。繼電保護(hù)在整體系統(tǒng)運(yùn)行中是非常關(guān)鍵的一環(huán)，電力系統(tǒng)發(fā)生故障難以避免，需要技術(shù)人員密切關(guān)注，針對(duì)經(jīng)常發(fā)生且處理難度較大的情況，還需要多個(gè)部門全力配合進(jìn)行故障分析。電力系統(tǒng)每個(gè)環(huán)節(jié)都需要全面加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化管理，避免出現(xiàn)故障影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。加強(qiáng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的故障排查，加強(qiáng)自動(dòng)化智能設(shè)備的配置應(yīng)用，通過(guò)引入繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)及相關(guān)裝置等，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行要求，從全面強(qiáng)化系統(tǒng)自動(dòng)化防控的視角進(jìn)行監(jiān)督控制，切實(shí)保證繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)有效發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值，推動(dòng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，全面引入繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)及相應(yīng)設(shè)備等，可以減輕工作人員負(fù)荷，提高系統(tǒng)故障排查精準(zhǔn)與處理，有利于創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 電力系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化技術(shù)要求

2.1 繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)裝置在工作中會(huì)直接控制斷路器，使系統(tǒng)中的電源輸送裝置切斷，并造成跳閘動(dòng)作，從而較大程度上保護(hù)了電力設(shè)備，減少安全隱患發(fā)生。繼電保護(hù)裝置分為取樣單元、處理單元、控制、操作電源、比較鑒別單元和執(zhí)行單元6個(gè)部分：取樣單元需要結(jié)合電氣隔離裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電保護(hù)裝置的信號(hào)讀取；比較鑒定單元會(huì)對(duì)給定單元信號(hào)和取樣單元信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，目的是確保處理單元及時(shí)獲取信號(hào)指令；處理單元在鑒定和對(duì)比單元信號(hào)接收時(shí)，需要根據(jù)完成的對(duì)比進(jìn)行處理，要結(jié)合實(shí)際情況確保能從大小、性質(zhì)以及組合方式等方面順利開展機(jī)電保護(hù)工作；執(zhí)行單元在對(duì)故障處理完成之后，需要通過(guò)借助聲、光信號(hào)的繼電器以及斷路器等設(shè)備完成操作；控制和操作電源，在電氣裝置中建立一套獨(dú)立的交流電源或者是直流電源，這樣可以完成繼電保護(hù)的操作。

2.2 具體標(biāo)準(zhǔn)

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是通過(guò)電源的實(shí)時(shí)管理進(jìn)行保護(hù)的，繼電保護(hù)裝置要有以下幾點(diǎn)功能：一是靈敏度高，要實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)生故障的位置與性質(zhì)做好判斷；二是速動(dòng)性比較強(qiáng)，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)解決故障問(wèn)題可以做到及時(shí)的響應(yīng)，電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)也由此實(shí)現(xiàn)了提升；三是可靠性較高，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和可靠運(yùn)行。

3 電力系統(tǒng)中引入繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的意義

在電力系統(tǒng)中引入繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)等，有助于保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。一方面，該技術(shù)能夠保障系統(tǒng)高效運(yùn)行。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果發(fā)生故障或者出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)配置繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，能及時(shí)幫助技術(shù)人員來(lái)判斷出現(xiàn)問(wèn)題的點(diǎn)位，并且立即將相關(guān)的線路進(jìn)行隔離。在故障處理環(huán)節(jié)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置可以幫助技術(shù)人員對(duì)存在故障的線路進(jìn)行修復(fù)，從而提高管理效率。另一方面，該技術(shù)有助于保障系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中配置繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，如果繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置不能發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者其他問(wèn)題，將會(huì)造成巨大損失。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在自動(dòng)化管控等方面存在一些弊端，而繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)不斷優(yōu)化，全面融入電力系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以進(jìn)一步加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)控，也便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行處理，最大限度降低損失。此外，電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的配置，通常具有較高的靈敏性，對(duì)于出現(xiàn)的故障等能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并且可以通過(guò)相關(guān)系統(tǒng)發(fā)出警示信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況做出及時(shí)反應(yīng)和保護(hù)，以此更好地保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，在提高故障處置成效的同時(shí)，有助于降低關(guān)聯(lián)設(shè)備發(fā)生故障或損耗的可能性。

4 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化的作用

4.1 接地保護(hù)

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，需要有接地線路支持。不同的電力系統(tǒng)有不同的接地線路，對(duì)應(yīng)的接地方式也有著顯著的不同，表現(xiàn)為分類繁多。小電流的接地保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在出現(xiàn)警報(bào)預(yù)警之后再維持一段運(yùn)行的時(shí)間，而大電流的接地系統(tǒng)中如果出現(xiàn)了故障報(bào)警，就會(huì)直接切斷電源。因此，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)系統(tǒng)階段性數(shù)據(jù)的匯總，它能實(shí)現(xiàn)自主地將電壓數(shù)值進(jìn)行自主分析，對(duì)零序電壓而言，會(huì)判定其是否發(fā)生了故障問(wèn)題。同時(shí)，在機(jī)電保護(hù)自動(dòng)化的技術(shù)中，還會(huì)有錄波保護(hù)功能，如果整個(gè)電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間出現(xiàn)了故障，保護(hù)單元能將電力系統(tǒng)故障前后的電氣量數(shù)據(jù)變化差值記錄下來(lái)，以備監(jiān)督和管理之用。

4.2 發(fā)電機(jī)保護(hù)

在電力系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，發(fā)電機(jī)是比較重要的組成部分，而要對(duì)其采取重點(diǎn)保護(hù)，就要認(rèn)真考慮發(fā)電機(jī)的特征。一是加強(qiáng)重點(diǎn)保護(hù)。發(fā)電機(jī)在使用年歲過(guò)長(zhǎng)之后，就容易產(chǎn)生失磁的現(xiàn)象。這樣的問(wèn)題需有具體的解決方案，首先就是要將發(fā)電機(jī)相位的數(shù)據(jù)、電流的數(shù)據(jù)以及中性點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合在一起，建立有效的保護(hù)機(jī)制，并將其保護(hù)措施予以完善。但是如果發(fā)電機(jī)的定子由于繞組匝間出現(xiàn)短路的問(wèn)題，就容易使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，而且故障位置還會(huì)出現(xiàn)溫度升高的情況，要針對(duì)這種情況及時(shí)處理，只有這樣完成保護(hù)控制才能確保發(fā)電機(jī)安全。二是備用保護(hù)。發(fā)電機(jī)的定子繞組在負(fù)荷時(shí)有一定的負(fù)荷數(shù)值，如果這個(gè)負(fù)荷數(shù)值偏低，那么備用保護(hù)在處理的時(shí)候就會(huì)將其電源切斷，所以需要對(duì)其及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，切斷電源后就會(huì)有報(bào)警處理，報(bào)警后就會(huì)對(duì)其進(jìn)行反時(shí)限控制。而要注意的是，在備用保護(hù)過(guò)程中，短路故障保護(hù)機(jī)制可以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，盡量減少短路造成的危害，在一定程度上，這也能實(shí)現(xiàn)規(guī)避絕緣擊穿的問(wèn)題。

4.3 母線保護(hù)

一是差動(dòng)保護(hù)。該部分是保護(hù)設(shè)備不受短路故障影響的重要裝置。在二次繞組和母線連接之后，借助自動(dòng)化的技術(shù)保護(hù)指令的控制，將指令控制在母線的位置上。二是高頻保護(hù)。在主系統(tǒng)母線或者是高壓長(zhǎng)線路的機(jī)電保護(hù)過(guò)程中，最為常見(jiàn)的就是對(duì)相差高頻的保護(hù)。為此，需要根據(jù)實(shí)際情況和具體的內(nèi)容來(lái)完成工作，有效將故障問(wèn)題查明并排除，最后完成電路保護(hù)工作。

4.4 智能監(jiān)控繼電保護(hù)

采用繼電保護(hù)這樣的自動(dòng)化裝備就是為了保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)。特別是對(duì)自動(dòng)化裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，要結(jié)合實(shí)際情況完善指令，造成不穩(wěn)定的因素是可以避免的。所以，采取這樣的手段能夠整體提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和綜合效率。一是要采用現(xiàn)代化技術(shù)將電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)控制在單元內(nèi)運(yùn)行，并保障其流暢性，要借助動(dòng)態(tài)性的實(shí)時(shí)分析來(lái)將動(dòng)態(tài)信息通過(guò)運(yùn)算方式進(jìn)行獲取。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)分布式的監(jiān)控管理，這樣可以更好地完成實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)工作，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。二是電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，要結(jié)合機(jī)電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)，確保智能化監(jiān)控單元完美地輔助系統(tǒng)操作，并將指導(dǎo)方案規(guī)劃并確定，利用預(yù)警機(jī)制實(shí)現(xiàn)保護(hù)方案的優(yōu)質(zhì)化。

5 繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與建議

5.1 電力系統(tǒng)一體化管理體系中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，需要對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，同時(shí)技術(shù)人員需要根據(jù)采集的信息進(jìn)行分析判斷，以此制定相關(guān)的保護(hù)措施，全面加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的整體控制，以此最大限度降低隱患或故障的發(fā)生，全面提高電力系統(tǒng)科學(xué)穩(wěn)定運(yùn)行成效。全面強(qiáng)化電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的配置，科學(xué)選用相關(guān)的繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備和設(shè)施，這樣可以按照相關(guān)的要求及時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)元件相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，同時(shí)借助自動(dòng)化設(shè)備，可以將相關(guān)的信息數(shù)據(jù)等傳輸至網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這樣可以對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，便于技術(shù)人員及時(shí)排查可能存在的故障等。加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息管理，強(qiáng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)，注重借助相關(guān)的智能化設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方面的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，以此可以實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)管控，在保障電力系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行的同時(shí)，有助于引導(dǎo)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際不斷進(jìn)行創(chuàng)新探索，強(qiáng)化信息數(shù)據(jù)的綜合開發(fā)應(yīng)用，利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供重要的基礎(chǔ)支持。在電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，通過(guò)將繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)融入其中，聚焦信息的采集、系統(tǒng)的保護(hù)、參數(shù)的測(cè)量以及整體體系的控制，打造完善的閉環(huán)管理機(jī)制，有利于提高電力系統(tǒng)高效安全科學(xué)運(yùn)行效能。

5.2 變壓器繼電保護(hù)體系的應(yīng)用開發(fā)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中變壓器裝置是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，全面加強(qiáng)對(duì)變壓器的繼電保護(hù)，有助于切實(shí)減少安全隱患的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)有效運(yùn)行。變壓器繼電保護(hù)主要涉及短路故障的排查、瓦斯故障的排查以及接地保護(hù)等方面。比如針對(duì)常發(fā)生的短路問(wèn)題，技術(shù)人員通過(guò)分析發(fā)生短路的故障及引起的原因，將自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置安裝到電流元件、抗阻元件中，從而保證電壓電流的安全穩(wěn)定性。在變壓器系統(tǒng)運(yùn)行中需要技術(shù)人員全面加強(qiáng)變壓器油箱溫度的監(jiān)控，如果變壓器油箱溫度過(guò)高，容易發(fā)生瓦斯爆炸的問(wèn)題，為此通過(guò)加強(qiáng)瓦斯保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的配置，這樣可以密切監(jiān)視變壓器設(shè)備的運(yùn)行情況，借助瓦斯保護(hù)模式從而有效防護(hù)相關(guān)的設(shè)備，一旦出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)將危險(xiǎn)信號(hào)進(jìn)行傳輸，發(fā)出警報(bào)并將電源予以切斷，便于技術(shù)人員及時(shí)處理。另外技術(shù)人員也可以結(jié)合實(shí)際根據(jù)變壓器是否接地的情況來(lái)配置相關(guān)的接地自動(dòng)化保護(hù)裝置。

5.3 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中同樣需要全面加強(qiáng)繼電保護(hù)。一方面要針對(duì)容易出現(xiàn)的短路故障等情況，通過(guò)將自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置配置在匝間，以此降低危險(xiǎn)的發(fā)生，還可以借助自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置，將其實(shí)施縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，從而防范故障的危害，這屬于重點(diǎn)保護(hù)的層面。另一方面可以實(shí)施備用保護(hù)，主要是通過(guò)電壓的方式，從而減少由于發(fā)生短路等對(duì)發(fā)電機(jī)帶來(lái)的危害，便于技術(shù)人員針對(duì)收到的警報(bào)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)處置。

5.4 線路接地自動(dòng)化保護(hù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中需要諸多的線路設(shè)施，以此保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置可以將其用于線路接地保護(hù)環(huán)節(jié)，為了避免短時(shí)間內(nèi)零序電流的快速增加，可以通過(guò)配置相關(guān)的自動(dòng)化裝置，以此保障發(fā)生故障時(shí)可以將電源電路快速切斷。技術(shù)人員可以結(jié)合電壓力的數(shù)值，進(jìn)而對(duì)故障的點(diǎn)位及類型進(jìn)行判斷，通過(guò)線路接地保護(hù)，保證運(yùn)行安全。此外，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，配置繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置，可以充分對(duì)系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行全面監(jiān)控，技術(shù)人員需要對(duì)自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置自身的運(yùn)行情況密切關(guān)注，通過(guò)判斷相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，針對(duì)信號(hào)的正常顯示情況，加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的智能化管控，減少發(fā)生故障的可能性。技術(shù)人員還需要在繼電保護(hù)裝置的選擇等方面提高重視程度，要全面加強(qiáng)可靠性、靈敏度和智能化檢測(cè)，從而確保設(shè)備設(shè)施有效發(fā)揮應(yīng)有的功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中全面加強(qiáng)繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)施設(shè)備及技術(shù)體系的配置與應(yīng)用，需要技術(shù)人員不斷探索，針對(duì)常見(jiàn)的故障加強(qiáng)研判，強(qiáng)化自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)的智能化管理，這樣才能切實(shí)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和運(yùn)行成效。■