電力自動化繼電保護安全技術探討

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摘要：隨著新時代的發(fā)展，為全面提升電力自動化繼電保護水平，技術人員要結合有效的技術方法，加強電力自動化繼電保護研究能力，從而制定更加完善的保護方案，全面提高電力自動化運行效率。通過分析實踐過程，總結了電力自動化繼電保護工作原理與基本要求，并分析了相關的安全技術應用措施，以期提升電力自動化保護技術的實踐應用和研究水平。

關鍵詞：電力自動化；繼電保護；安全技術

電力自動化繼電保護作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在國家電力事業(yè)的安全發(fā)展中扮演著重要角色。因此，加強電力自動化繼電保護安全管理的研究尤為重要。相關技術人員，要結合具體工作實際，科學地總結更加高效的工作機制，從而優(yōu)化機電安全保護方式，提高繼電保護工作質量，進一步推進電力自動化繼電保護安全技術發(fā)展。

1電力自動化繼電保護工作原理與基本要求

1.1繼電保護裝置工作原理

在應用繼電保護裝置時，如果遇到系統(tǒng)問題，所形成的突變物理量會轉化為信息量，當上述變量積累到一定值，則會啟動邏輯控制環(huán)境，對脈沖及其信號進行分析。繼電設備主要構成部分為測量、執(zhí)行和邏輯模塊等。其中測量模塊主要能夠接收信號，通過對信號的數(shù)值進行測量和分析定值，來獲得相應的結果，再將結果傳輸給邏輯模型。邏輯模塊的功能是對獲取的結果進行分析，通過計算來分析邏輯數(shù)值，在既定的范圍傳遞和處理動作信號，并執(zhí)行模塊，此后形成相應的動作信號。

1.2電力系統(tǒng)繼電保護裝置的要求

在電力系統(tǒng)內(nèi)使用繼電設備能夠發(fā)揮其高穩(wěn)定性和高效性等特征。在系統(tǒng)中使用繼電保護裝置，可通過裝置來及時斷開出現(xiàn)故障的元件，從而避免電力故障范圍的擴大。高效性則指在出現(xiàn)問題時，保護裝置可及時對故障元件相關正常的線路進行斷開處理，及時針對存在故障的線路進行故障排除。這便需要保護裝置具備更高的反應靈敏度，可基于靈敏系統(tǒng)來分析和衡量故障。穩(wěn)定性則指系統(tǒng)在既定范圍對故障的反應情況，并科學處理故障點，保證系統(tǒng)的順利運行。

2電力系統(tǒng)對繼電保護自動化技術的應用

2.1線路接地保護的應用

通過實踐可知，對于不同的線路也需使用不同的接地方式，多數(shù)接地保護方式運用大電流和小電流方式進行處理。大電流接地便是在系統(tǒng)發(fā)生故障時，在第一時間將電源切斷，這樣便可保障電力系統(tǒng)不會受到損傷。小電流保護則是在出現(xiàn)故障時，及時進行報警提示。如果電流系統(tǒng)發(fā)生單相的接地故障，小電阻系統(tǒng)本身電流值較小，則可作為有效的接地系統(tǒng)。小電流接地模式也可分為下述兩種類型：(1)零序電壓。如果電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定，則不會在系統(tǒng)中發(fā)生零序電壓的問題。如果系統(tǒng)發(fā)生故障，則會導致零序電壓問題的發(fā)生。可采用繼電保護技術來對系統(tǒng)進行處理，在較短的時間內(nèi)完成零序電壓的處理工作，及時將信號發(fā)出。工作人員在獲得信號后便會采取有效措施進行技術處理。(2)零序電流。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，便會導致零序電流上升。此時繼電保護技術的作用便不再明顯，需及時斷電，從而對電力系統(tǒng)提供保障。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，零序電流將沿電纜流入到故障點位置，此時進入電流互感器后再接地。該種模式能夠有效避免信號受到影響，降低出現(xiàn)問題的幾率。

2.2發(fā)電機繼電保護

(1)重點保護。電力系統(tǒng)運行期間常見的故障為定子組匝間發(fā)生短路，一旦出現(xiàn)問題便會導致發(fā)電機溫度上升過快，破壞發(fā)電機的絕緣層，導致設備難以正常運行，影響發(fā)電機功能發(fā)揮的穩(wěn)定性。一旦發(fā)電機發(fā)生故障情況，則需針對保護匝間安裝相關的裝置，以此避免再次出現(xiàn)故障。在繼電保護裝置運行期間，需對發(fā)電機進行保護。導致發(fā)電機出現(xiàn)問題的主要原因是單向接地電流在標準數(shù)值之外，而安裝在系統(tǒng)中的接地裝置便可發(fā)揮保護作用，避免發(fā)電機受到性能損傷。(2)備用保護。發(fā)電機處于低負荷狀態(tài)，會發(fā)生絕緣擊穿的情況，如果出現(xiàn)上述問題，則需借助保護裝置進行斷電處理，提升對電壓的保護效果，并發(fā)出警示信息，對發(fā)電機進行保護，避免發(fā)生短路等問題。在使用相關保護技術時，電壓保護能夠確保技術人員及時發(fā)現(xiàn)短路情況，避免發(fā)電機受到二次損害。

2.3變壓器繼電保護

在變壓器運行當中應用繼電保護技術，需全面衡量電壓等級等條件，將其作為重要的參考依據(jù)。在對設備進行選擇時，需重點解決存在的問題，具體可通過科學的計算方法來處理差動保護方面的問題。當前，應用到變壓器的保護技術類型有下述幾種。(1)接地保護。在對自接變壓器進行處理時，需借助機電技術完成相應的保護工作，可對接地兩側的零序電流實施保護，如果無接地變壓器，則需采取零序電壓的方式進行保護。(2)瓦斯保護。如果變壓器的油箱發(fā)生問題，在特殊環(huán)境下，絕緣材料會受到電弧分解的影響，經(jīng)過與油的融合作用生成有害性氣體。如果不對上述氣體進行科學處理，會有爆炸的風險，甚至會對人員的安全構成威脅，難以保障電力系統(tǒng)安全運轉。對此可運用繼電保護裝置對故障問題進行排查，應用繼電保護技術來對油箱進行控制和保護，發(fā)現(xiàn)問題及時斷電，并發(fā)出警告信息，對故障進行有效處置。(3)短路保護。在變壓器使用當中，短路問題出現(xiàn)的頻率較高，而且會直接影響到變壓器的運行效果。應用繼電器的保護技術來有效處理短路問題，即涉及過電流和抗阻繼電保護等方面內(nèi)容。電流保護便是集中安裝變壓器電源兩側的電源。在對電流元件進行安裝時，繼電保護裝置對變壓器電源進行切斷處理，從而提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對抗阻進行保護時，變壓器的抗阻能夠在一定程度上發(fā)揮保護的功能，通過變壓器的抗阻元件能夠提高繼電保護功能的效果。

2.4母線繼電保護

在具體應用繼電保護技術時，會在一定程度上受到母線保護。母線是繼電保護技術的核心要素，主要應用于相位和差動繼電保護等方面。具體實踐中，可運用對比相位的方法來處理，以此提高母線的穩(wěn)定效果和使用的質量，從而凸顯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實施差動繼電保護時，需對母線元件進行合理設計，科學處理電流互感設備，從而提高保護的效果。在對電流互感設備進行設置時，需保證其變化具有統(tǒng)一性，從而能夠突出電流互感器的優(yōu)勢功能。對電流互感器進行設置后，需進一步采取科學的措施進行處理，在系統(tǒng)母線的差動區(qū)合理設置互感設備。對母線的大電流接地處理期間，可通過三相鏈接來優(yōu)化母線的繼電保護效果。在實施母線小電流接地時，需將母線的繼電保護與大電流接地保護相區(qū)分，重點在于科學處理兩相鏈接的使用和相間斷線的作用，從而發(fā)揮繼電保護技術對母線功能發(fā)揮的輔助效果。

3電力自動化繼電保護系統(tǒng)應用要點

3.1兩級極差保護配置

如果要在較短的時間內(nèi)排查到故障點，壓縮維修時間，則需運用兩級差的保護設備，從而提高故障的處理效果，減少資源和費用的投入。在應用兩級差保護裝置時，需細致開展下述工作內(nèi)容：首先，需選擇適合的開關類型。斷路器的開關為用戶開關，負荷開關需應用到主干線位置；其次，需設置保護動作的延長時間。通常需將變電站出線位置的斷路器開關保護時間設置為200～250ms。這樣便能夠在較短的時間內(nèi)排查出故障位置，從而節(jié)約維修所時間，提升故障的處理效果，此外還可有效避免發(fā)生跳閘的現(xiàn)象。斷路器上設置了多級極差保護措施，如在支線上發(fā)生故障，便可及時進行斷電處理，避免與其他線路段產(chǎn)生關聯(lián)；最后，由于運用斷路器的成本相對較高，在主干線位置選擇設置負荷開關，也可降低資源的消耗量。

3.2故障集中處理措施

處理故障時需具有更強的針對性，由于主干線路的類型具有較為明顯的差異，因此對處理不同類型的故障也需采取適合的措施。一般來講主干線的類型為架空饋線，相關人員需依據(jù)下述程序對故障進行排查和處理：第一，如果故障點在饋線中，則處于變電站出線位置的斷路開關便會自動跳閘，這樣便可自動隔離由于故障產(chǎn)生的電流；第二，在延時0.5s后，如斷路器的開關順利完成重合，則可判斷不是突發(fā)問題，如果無法重合，則說明不是長久類故障；第三，阻斷配電會獲得開關的相應故障數(shù)據(jù)信息，并將其發(fā)送到主站，隨后主站可對獲取的信息進行科學處理，并對故障的具體位置和類型進行判斷；第四，如果是突發(fā)性故障，則需在故障處理記錄數(shù)據(jù)中將本次故障的數(shù)據(jù)信息一并記錄，以此作為后續(xù)處理類似故障的參考。如果屬于長久類的故障類型，則相關人員便需全面掌握故障附近的所有開關閘，對發(fā)生故障的線路和相關路線進行阻斷處理，此外還需將相關數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较嚓P的變電站，保證變電站的斷路設備全部開關均進行合閘，從而保證供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。當工作人員完成全部的處理工作后，需對相關數(shù)據(jù)進行保留，如記錄故障類型和位置等信息內(nèi)容。這樣才能在完成電力供應后，如果配電網(wǎng)再發(fā)生類似的故障情況，便可依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)信息作出有效判斷。

3.3智能告警與事故信息處理技術

對繼電保護設備的警告和信息處理技術進行優(yōu)化升級，可明顯提升變電運行的穩(wěn)定性。可應用該技術手段實現(xiàn)對變電站的實時監(jiān)控，這樣可在第一時間發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，并采取科學的措施進行處理。工作人員能夠及時依據(jù)警告提示信息來組織維修等活動，這樣便可避免系統(tǒng)長期處于異常狀態(tài)，對相關設備的運行效果產(chǎn)生不利影響。此外可通過運用該技術可為技術人員提供更為可靠的數(shù)據(jù)信息，再對類似故障進行處理時，技術人員便可借助以往的數(shù)據(jù)作為參考，在最短的時間內(nèi)排除故障，保障變電運行的效果。

3.4干擾信號屏蔽方法

對干擾信號進行屏蔽，首先需依據(jù)不同線纜材料的類型選擇適合的方式。在電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，已經(jīng)開發(fā)出絕緣層工作線纜，且應用率較高。這種線纜可有效避免感應雷和直擊雷等自然災害的危害，降低可能受到的損失。其次對繼電保護裝置采取保護措施，需針對設備的運行方案和效果進行研究，對當前系統(tǒng)的環(huán)境抵抗效果和相關檢測結果進行分析，從而保證系統(tǒng)運行的質量。在實施具體工作時，可嘗試在區(qū)域內(nèi)設置局域網(wǎng)，并在運行期間排除周圍產(chǎn)生的干擾信號，從而降低配電系統(tǒng)所形成的負面影響。最后需保證構建的專業(yè)體系能夠長時間發(fā)揮穩(wěn)定的維護效果，有效排除信號的不利影響，此后才能確保系統(tǒng)可高效完成參數(shù)的獲取工作。

4結語

通過實踐分析得知，要提升電力自動化繼電保護研究能力，提高電力自動化繼電保護安全技術應用效率，技術人員需重視創(chuàng)新技術應用方法，科學地進行技術應用實踐，全面掌握技術應用要點，才能進一步為電力自動化繼電保護工作開展提供有效技術保證。

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作者：黃大立 單位：中能祥瑞電力工程有限公司