黃雅娜

(身份證號(hào)碼: 45262619820121002X  廣西南寧 530000)

摘要: 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置是電力系統(tǒng)的重要紐成部分，能在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)迅速作出反應(yīng)并進(jìn)行處理，從而保護(hù)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究十分重要，尤其在當(dāng)前越來(lái)越多大型電氣設(shè)備廣泛應(yīng)用的時(shí)代下，我國(guó)電力系統(tǒng)日益呈現(xiàn)規(guī)模性、復(fù)雜性的特點(diǎn)。基于此，本文首先對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化進(jìn)行相關(guān)概述，其次分析了繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的優(yōu)缺點(diǎn)及基本要求，最后進(jìn)一步對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用進(jìn)行研究，以提升我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性

關(guān)鍵詞: 電力系統(tǒng);繼電保護(hù)自動(dòng)化;應(yīng)用;要求

1前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的電氣設(shè)備出現(xiàn)在生活當(dāng)中，這無(wú)疑加大了電力系統(tǒng)運(yùn)行的壓力，對(duì)其運(yùn)行的安全穩(wěn)定性提出了更高的要求。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅是系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，而且能進(jìn)一步確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，及時(shí)切除故障，在提升電力系統(tǒng)的可靠性及保護(hù)其性能等方面發(fā)揮重要作用。因此，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2繼電保護(hù)自動(dòng)化的相關(guān)概述

一般而言，當(dāng)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、線路等電力元件或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障危及系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，或者向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)以終止故障發(fā)展的一種成套的自動(dòng)化措施與設(shè)備，稱為繼電保護(hù)裝置。其基本原理主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電流、電壓、功率等電氣量的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理。

而繼電保護(hù)自動(dòng)化是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)裝置能依據(jù)相關(guān)指標(biāo)的變化情況，采取自動(dòng)跳閘等自動(dòng)化方式對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。與一般的繼電保護(hù)裝置相比，繼電保護(hù)自動(dòng)化大大縮短了電力系統(tǒng)故障的處理時(shí)間，進(jìn)一步保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。繼電保護(hù)自動(dòng)化主要由測(cè)量模塊(隨時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中的電流、電壓等指標(biāo)，并傳遞數(shù)據(jù))、邏輯模塊(對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并發(fā)出指令)以及執(zhí)行模塊(根據(jù)指令采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施)三個(gè)方面構(gòu)成。繼電保護(hù)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)主要是以變電站為核心的集中式體系結(jié)構(gòu)，能有效地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。其裝置的作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一方面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)被保護(hù)的電力元件發(fā)生故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞;其次，及時(shí)反應(yīng)電氣設(shè)備不正常工作情況并根據(jù)情況與設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的不同采取相應(yīng)的處理措施;另一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作以及自動(dòng)化運(yùn)行。

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，保證其運(yùn)行的安全與穩(wěn)定尤其重要，不僅牽涉到經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的正常運(yùn)行，而且還在很大程度上影響人們生活、工作、學(xué)習(xí)的各個(gè)方面。而繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，不僅能進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與可靠，而且能有效提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，降低成本，已成為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。就變電站而言，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能充分實(shí)現(xiàn)對(duì)線路、母聯(lián)、主變以及加載電容器等方面的保護(hù)，對(duì)確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行發(fā)揮重要的作用。

3繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的優(yōu)缺點(diǎn)及基本要求

3.1優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，自動(dòng)化裝置在電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的應(yīng)用上，更加豐富了其功能性，在傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的功能上增加了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制。首先，其安全性與穩(wěn)定性較高。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置能快速地對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行反應(yīng)、分析、判斷并作出最佳的處理，從而確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行;其次，能完成復(fù)雜性的工作任務(wù)。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在使用的過程中，能代替值班人員完成復(fù)雜性的工作，并能根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的情況及時(shí)發(fā)出信號(hào)并傳遞警報(bào)，有效及時(shí)地切除故障;最后，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性，能根據(jù)不同數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象設(shè)置信息并進(jìn)行管理。

3.2缺點(diǎn)

當(dāng)前電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的推廣與應(yīng)用尚未成熟，仍處于發(fā)展與完善的初級(jí)階段，仍存在著一些不足:一是功能上有所欠缺，尚未能夠完全滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)及變電站迅速變化的需求;二是繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的成本相對(duì)較高;三是繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置對(duì)外界環(huán)境要求較高，無(wú)法承受較大的環(huán)境干擾因素的影響，如雷電擊打。因此繼電保護(hù)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，要加大對(duì)其研究力度，從而提高其可靠性與客觀因素的抗干擾性能。

3.3基本要求

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的任務(wù)是通過信號(hào)傳遞及時(shí)切除故障，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其基本要求主要有三點(diǎn):其一，要求具備速動(dòng)性，即繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在接到故障信號(hào)時(shí)能在最短的時(shí)間內(nèi)處理故障，最低限度地減少設(shè)備、元件的損壞;其二要求具備選擇靈敏性，即繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置要準(zhǔn)確地確定故障位置，并對(duì)其選擇性的及時(shí)處理切除，從而確保無(wú)故障部分繼續(xù)正常穩(wěn)定運(yùn)行;其三，要求具備可靠性，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的可靠性對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行尤其重要，能有效地避免故障損失擴(kuò)大;其四，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信一體化，這是與傳統(tǒng)裝置相比，繼電保護(hù)自動(dòng)化最大的區(qū)別，能有利于實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用研究

就目前而言，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)自動(dòng)化主要被應(yīng)用在發(fā)電機(jī)、變壓器等方面，其運(yùn)行環(huán)節(jié)包括提出問題、分析問題、安裝調(diào)試、投入運(yùn)行、后續(xù)維護(hù)以及檢修技改等方面，各個(gè)環(huán)節(jié)間均相互聯(lián)系。

4.1繼電保護(hù)自動(dòng)化在變壓器中的應(yīng)用

變壓器是電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的重要組成部分，能有效地對(duì)電力進(jìn)行正常的運(yùn)輸，因而繼電保護(hù)自動(dòng)化被廣泛應(yīng)用于變壓器中。具體來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)自動(dòng)化對(duì)電力系統(tǒng)中變壓器的保護(hù)主要有三個(gè)方面。首先，瓦斯保護(hù)。在電力系統(tǒng)變壓器的油箱出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量可燃性有害氣體，使絕緣體無(wú)法發(fā)揮作用，而繼電保護(hù)自動(dòng)化此時(shí)將會(huì)對(duì)其進(jìn)行設(shè)置瓦斯保護(hù)，能及時(shí)檢測(cè)并發(fā)出警示信號(hào)，迅速作出處理，從而保護(hù)變電器的安全穩(wěn)定運(yùn)行;其次，接地保護(hù)。對(duì)于直接接地的變壓器，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置將會(huì)采取零序電流保護(hù)的方法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，而對(duì)于不接地的變壓器則相應(yīng)的采用零序電壓保護(hù)措施;最后，短路保護(hù)。繼電保護(hù)自動(dòng)化在對(duì)變壓器進(jìn)行短路保護(hù)時(shí)有兩種情況，一種是當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能有效地利用變電器中的阻抗元件發(fā)揮作用，自動(dòng)跳閘，以保護(hù)設(shè)備安全;另一種是在電流與設(shè)備間設(shè)置保護(hù)裝置，一旦發(fā)生故障，裝置能快速切斷電流并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

4.2繼電保護(hù)自動(dòng)化在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的保護(hù)應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，一方面，繼電保護(hù)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)中采用重點(diǎn)保護(hù)法，即重點(diǎn)降低發(fā)電機(jī)失磁故障的發(fā)生概率。主要是在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的定子繞組上安裝自動(dòng)化保護(hù)裝置，發(fā)電機(jī)電流超出標(biāo)準(zhǔn)一旦發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置便能發(fā)揮作用，有效地避免發(fā)電機(jī)內(nèi)部元件發(fā)生短路;另一方面，備用保護(hù)法，相對(duì)前者而言，應(yīng)用較少。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組負(fù)荷偏低時(shí)，自動(dòng)化裝置則會(huì)將電源切斷并發(fā)出警報(bào)信號(hào)，從而降低發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的幾率。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其復(fù)雜程度越來(lái)越高，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究尤其重要，這不僅能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化的監(jiān)測(cè)與保護(hù)，以確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且還能有效地促進(jìn)繼電保護(hù)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用于發(fā)展。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的推廣與普及，不僅要加大對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究力度，而且對(duì)其管理與維護(hù)也十分重要，從而進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

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