电力系统及其自动化与继电保护的关系探究

2019-11-28张海军张珂

商品与质量 2019年16期

张海军张珂

1.国网河南省电力公司遂平县供电公司河南驻马店 463000 2.国网河南省电力公司确山县供电公司河南驻马店 463000

随着信息化时代的到来，一体化、模块化、智能化逐渐成为电力系统应用开发的主流方向。在继电保护自动化技术的开发过程中，近年来国内外电气生产企业不断推出新型的智能化继电保护产品。虽然继电保护装置的性能越来越强，但是继电保护装置内部软件运行异常、配套硬件质量问题、人为失误等因素导致的继电保护问题仍然较为普遍。单一的继电保护装置并不能完全解决继电保护的问题，需要从电力系统的整体角度来考量电网安全问题才能更加合理地解决继电保护的问题[1]。

1 电力系统中继电保护自动化的重要性

电力系统中继电保护自动化技术的具体作用和表现主要有以下三个方面：一是继电保护能够全方位的监控电力系统的运行情况，把系统中各个组成部门的实时情况准确的反映出，

然后发出判断指令，对系统的运行情况加以判断。二是如果系统某个设备的运行出现异常并且被电力系所判断出，那么故障元件及其周边的电流将会在第一时间被切断，将其在整个系统中剥离，避免设备造成更大的损害，以减少对整个电力系统的影响。继电保护装置也会对无故障设备进行全力的保护，避免故障导致的大范围影响。三是在电力系统中剥离故障点的同时，继电保护系统会根据故障点的情况判断发生的故障类型从而发出报警，维修人员根据提醒全方位了解故障，为进一步的维修做好准备[2]。

2 电力系统继电保护装置的基本要求

为了能够及时对电力系统故障采取科学合理的处理措施，这就对继电保护装置提出了较高的要求，需要具备选择性、速动性等。选择性能够确保继电装置只对故障元件采取相应的隔离措施，进而避免故障范围的进一步扩大。速动性是指继电装置在故障发生后，要能尽快断开故障元件或者线路，确保将故障的影响范围控制在较小的范围内。根据反应时间的不同，保护动作时间可以分为60-120ms的一般快速保护时间和10-40ms的最快保护时间。为了确保继电装置能够在较短的时间内进行反应，就需要结合其工作的实际要求进行有针对性的优选。

3 继电保护自动化在电力系统的应用

3.1 关键技术

在实际运行过程中，自动记录继电保护装置运行状态的数据库是实现继电保护自动化的关键技术环节之一。在此数据库中记录的主要字段包括Record-ID、Equip-id、State-chsngetime等，分别记录继电保护装置的状态记录ID、继电保护装置指针编号、状态变化时间。同时，数据库中还需要记录状态代码（state-code、模拟量变化结果（analog-result）、数据来源代码（data-souce-code）以及设备持续工作时长（Continuous-Work-time）等[3]。

3.2 发电机继电保护

（1）重点保护，发电机在工作过程中较为常见的故障为定子组匝间短路，进而会导致故障区域出现异常高温，过高的温度会加快电机绝缘层的老化速度，进而会影响到电机的正常运行。当出现发电机失磁后，保护匝间装置能够有效避免短路情况的出现，进而继电保护装置就能与发电机的中性点、相位以及电流进行协同作用，避免发电机受到不利影响。（2）备用保护，发电机在实际的工作过程中，其负荷不是固定不变的，会随着工作情况的变化而变化，当其处于低负荷的工作状态时，这就会导致发电机发生绝缘击穿的概率大大增加。继电保护装置就能在绝缘击穿发生前，及时将电源切断，采取有效的电压保护措施。

3.3 变压器继电保护

（1）接地保护。继电保护装置对直接接地的变压器所采取的保护策略为：通过对其接地的左右两侧采取零序电流保护措施，对没有直接接地的变压器，则采取零序电压保护措施。（2）瓦斯保护。当变压器的油箱发生问题后，其中的绝缘材料在电弧的作用下会逐渐发生不同程度的分解，并与油结合生成大量的有害气体，这就可能导致爆炸的发生。继电保护装置一旦探测到油箱出现破损，就能及时将电源进行有效的切断，进而有效避免了爆炸的发生。同时，还能发出警告信号，技术人员就能及时采取应对措施，避免情况的进一步恶化。（3）短路保护。变压器在实际的运行过程中会受到多种不利影响，其中短路故障是最为常见的，其对变压器的影响非常大。当变压器发生短路后，继电保护装置主要是通过采取电流和阻抗两种保护措施，进而避免电压器受到过大的影响，从而确保变压器的安全平稳运行。

4 继电保护自动化技术的未来发展的展望

新时期，生产力获得极大地解放，科学技术在不断提升，根据研究，笔者认为未来继电保护自动化技术的新变化主要有以下三点：一是朝着更加智能化方向发展。当前人工智能成为时下各大科研院校院所的研究热点，技术也逐渐成熟，在继电保护自动化领域诸如神经网络、逻辑及遗传算法等将会不断引入和使用，这会不断放大继电保护系统的功能，当前一些复杂的问题也会迎刃而解。二是网络化是继电保护的又一重要发展方向。具体而言，继电保护可靠性的不断提升可以借助网络技术来实现，在继电保护装置中使用该技术能够实现保护的网络化，这是今后继电保护自动化技术发展的重要方向。三是计算机化是继电保护技术发展的必然要求。设备的性能及故障处理的速度一直以来都是继电保护自动化技术所追求的，未来可以借助计算机技术而实现，以此提高电力系统运行的稳定性。