电力系统中继电保护自动化的应用

2023-01-07高洋

数字通信世界 2022年1期

高洋

（国网长春供电公司，吉林长春 130000）

0 引言

在电力系统运行的过程中全面加强系统的安全防护，是技术人员关注的重要内容。全面探究适合电力系统实际特点的现代化保护设施设备，加强自动化防护，才能切实保证电力系统高效稳定安全运行。伴随电力系统发展规模不断扩大，用电单位和个人对电力系统继电保护自动化方面的要求也越来越高。加强现代化信息技术的融合应用，借助智能化设备，将其和电力系统相关的设备设施有效关联，从而打造完善的自动化系统，才能切实发挥继电保护自动化技术的价值，并为电力系统的有效运行提供强有力的保障[1]。由于电力系统运行是一项复杂的系统工程，需要密切关注电压变换、发电系统、配电系统等相关领域的内容，加强继电保护自动化体系的设计，全面强化智能化管控，才能及时发现电力系统运行中存在的一些问题，并针对性排除故障。加强新时期电力系统中继电保护自动化应用的意义与措施分析，具有重要的社会价值。

1 电力系统中加强继电保护自动化探索的意义

电力系统运行涉及很多环节，每个环节又有很多关联要素，所以需要技术人员全面加强过程控制。继电保护在整体系统运行中是非常关键的一环，电力系统发生故障难以避免，需要技术人员密切关注，针对经常发生且处理难度较大的情况，还需要多个部门全力配合进行故障分析。电力系统每个环节都需要全面加强标准化管理，避免出现故障影响电力系统正常运行。加强系统各个环节的故障排查，加强自动化智能设备的配置应用，通过引入继电保护自动化技术及相关装置等，结合电力系统运行要求，从全面强化系统自动化防控的视角进行监督控制，切实保证继电保护自动化技术有效发挥应有的价值，推动电力系统正常运行。同时，全面引入继电保护自动化技术及相应设备等，可以减轻工作人员负荷，提高系统故障排查精准与处理，有利于创造更大的经济效益和社会效益。

2 电力系统对于继电保护装置的自动化技术要求

2.1 继电保护装置的结构

继电保护装置在工作中会直接控制断路器，使系统中的电源输送装置切断，并造成跳闸动作，从而较大程度上保护了电力设备，减少安全隐患发生。继电保护装置分为取样单元、处理单元、控制、操作电源、比较鉴别单元和执行单元6个部分：取样单元需要结合电气隔离装置来实现机电保护装置的信号读取；比较鉴定单元会对给定单元信号和取样单元信号进行区分，目的是确保处理单元及时获取信号指令；处理单元在鉴定和对比单元信号接收时，需要根据完成的对比进行处理，要结合实际情况确保能从大小、性质以及组合方式等方面顺利开展机电保护工作；执行单元在对故障处理完成之后，需要通过借助声、光信号的继电器以及断路器等设备完成操作；控制和操作电源，在电气装置中建立一套独立的交流电源或者是直流电源，这样可以完成继电保护的操作。

2.2 具体标准

继电保护自动化技术是通过电源的实时管理进行保护的，继电保护装置要有以下几点功能：一是灵敏度高，要实现对发生故障的位置与性质做好判断；二是速动性比较强，通过自动化技术解决故障问题可以做到及时的响应，电力系统的运营维护也由此实现了提升；三是可靠性较高，可以实现设备稳定运行和可靠运行。

3 电力系统中引入继电保护自动化技术的意义

在电力系统中引入继电保护自动化技术等，有助于保障电力系统的稳定运行，主要体现在以下两个方面。一方面，该技术能够保障系统高效运行。在电力系统运行中，如果发生故障或者出现问题，通过配置继电保护自动化装置，能及时帮助技术人员来判断出现问题的点位，并且立即将相关的线路进行隔离。在故障处理环节，继电保护自动化装置可以帮助技术人员对存在故障的线路进行修复，从而提高管理效率。另一方面，该技术有助于保障系统的安全可靠运行。在电力系统运行过程中配置继电保护自动化装置，如果继电保护自动化装置不能发挥其应有的价值，一旦系统出现故障或者其他问题，将会造成巨大损失。传统的继电保护装置在自动化管控等方面存在一些弊端，而继电保护自动化技术通过不断优化，全面融入电力系统运行的各个环节，可以进一步加强电力系统运行情况的监控，也便于及时发现问题并进行处理，最大限度降低损失。此外，电力系统中继电保护自动化设备的配置，通常具有较高的灵敏性，对于出现的故障等能够及时发现，并且可以通过相关系统发出警示信号，对现场的情况做出及时反应和保护，以此更好地保障系统稳定运行，在提高故障处置成效的同时，有助于降低关联设备发生故障或损耗的可能性。

4 电力系统中继电保护自动化的作用

4.1 接地保护

电力系统在运行过程中，需要有接地线路支持。不同的电力系统有不同的接地线路，对应的接地方式也有着显著的不同，表现为分类繁多。小电流的接地保护系统会在出现警报预警之后再维持一段运行的时间，而大电流的接地系统中如果出现了故障报警，就会直接切断电源。因此，继电保护自动化技术是对系统阶段性数据的汇总，它能实现自主地将电压数值进行自主分析，对零序电压而言，会判定其是否发生了故障问题。同时，在机电保护自动化的技术中，还会有录波保护功能，如果整个电力系统在运行期间出现了故障，保护单元能将电力系统故障前后的电气量数据变化差值记录下来，以备监督和管理之用。

4.2 发电机保护

在电力系统在运营过程中，发电机是比较重要的组成部分，而要对其采取重点保护，就要认真考虑发电机的特征。一是加强重点保护。发电机在使用年岁过长之后，就容易产生失磁的现象。这样的问题需有具体的解决方案，首先就是要将发电机相位的数据、电流的数据以及中性点的数据融合在一起，建立有效的保护机制，并将其保护措施予以完善。但是如果发电机的定子由于绕组匝间出现短路的问题，就容易使发电机出现故障，而且故障位置还会出现温度升高的情况，要针对这种情况及时处理，只有这样完成保护控制才能确保发电机安全。二是备用保护。发电机的定子绕组在负荷时有一定的负荷数值，如果这个负荷数值偏低，那么备用保护在处理的时候就会将其电源切断，所以需要对其及时进行维护，切断电源后就会有报警处理，报警后就会对其进行反时限控制。而要注意的是，在备用保护过程中，短路故障保护机制可以对其进行保护，尽量减少短路造成的危害，在一定程度上，这也能实现规避绝缘击穿的问题。

4.3 母线保护

一是差动保护。该部分是保护设备不受短路故障影响的重要装置。在二次绕组和母线连接之后，借助自动化的技术保护指令的控制，将指令控制在母线的位置上。二是高频保护。在主系统母线或者是高压长线路的机电保护过程中，最为常见的就是对相差高频的保护。为此，需要根据实际情况和具体的内容来完成工作，有效将故障问题查明并排除，最后完成电路保护工作。

4.4 智能监控继电保护

采用继电保护这样的自动化装备就是为了保障电力系统的安全运营。特别是对自动化装置的实时监督和控制，要结合实际情况完善指令，造成不稳定的因素是可以避免的。所以，采取这样的手段能够整体提升电力系统的运行质量和综合效率。一是要采用现代化技术将电力系统中的网络数据控制在单元内运行，并保障其流畅性，要借助动态性的实时分析来将动态信息通过运算方式进行获取。同时要实现分布式的监控管理，这样可以更好地完成实时性监测工作，保障电力系统运行的稳定性。二是电力系统在运行过程中，要结合机电保护的自动化技术，确保智能化监控单元完美地辅助系统操作，并将指导方案规划并确定，利用预警机制实现保护方案的优质化。

5 继电保护自动化系统在电力系统中的应用与建议

5.1 电力系统一体化管理体系中的应用

在电力系统运行的过程中，需要对相关的数据信息进行采集，同时技术人员需要根据采集的信息进行分析判断，以此制定相关的保护措施，全面加强对电力系统运行情况的整体控制，以此最大限度降低隐患或故障的发生，全面提高电力系统科学稳定运行成效。全面强化电力系统继电保护自动化装置的配置，科学选用相关的继电保护自动化设备和设施，这样可以按照相关的要求及时对电力系统元件相关的信息和数据进行获取，同时借助自动化设备，可以将相关的信息数据等传输至网络控制系统，这样可以对电力系统的运行情况进行系统监控，便于技术人员及时排查可能存在的故障等。加强数据信息管理，强化系统的安全防护，注重借助相关的智能化设备对电力系统运行方面的参数进行精准测量，以此可以实现一体化设计管控，在保障电力系统能够高效运行的同时，有助于引导技术人员结合实际不断进行创新探索，强化信息数据的综合开发应用，利用相关的网络信息技术和计算机技术等，为电力系统的运行提供重要的基础支持。在电力系统运行环节，通过将继电保护自动化系统融入其中，聚焦信息的采集、系统的保护、参数的测量以及整体体系的控制，打造完善的闭环管理机制，有利于提高电力系统高效安全科学运行效能。

5.2 变压器继电保护体系的应用开发

在电力系统运行中变压器装置是重要的基础设施，全面加强对变压器的继电保护，有助于切实减少安全隐患的发生，保障电力系统有效运行。变压器继电保护主要涉及短路故障的排查、瓦斯故障的排查以及接地保护等方面。比如针对常发生的短路问题，技术人员通过分析发生短路的故障及引起的原因，将自动化继电保护装置安装到电流元件、抗阻元件中，从而保证电压电流的安全稳定性。在变压器系统运行中需要技术人员全面加强变压器油箱温度的监控，如果变压器油箱温度过高，容易发生瓦斯爆炸的问题，为此通过加强瓦斯保护自动化设备的配置，这样可以密切监视变压器设备的运行情况，借助瓦斯保护模式从而有效防护相关的设备，一旦出现问题及时将危险信号进行传输，发出警报并将电源予以切断，便于技术人员及时处理。另外技术人员也可以结合实际根据变压器是否接地的情况来配置相关的接地自动化保护装置。

5.3 发电机系统继电保护自动化装置

在发电机运行过程中同样需要全面加强继电保护。一方面要针对容易出现的短路故障等情况，通过将自动化继电保护装置配置在匝间，以此降低危险的发生，还可以借助自动化继电保护装置，将其实施纵联差动保护，从而防范故障的危害，这属于重点保护的层面。另一方面可以实施备用保护，主要是通过电压的方式，从而减少由于发生短路等对发电机带来的危害，便于技术人员针对收到的警报及时到现场处置。

5.4 线路接地自动化保护

在电力系统运行中需要诸多的线路设施，以此保障电力系统的稳定运行，继电保护自动化装置可以将其用于线路接地保护环节，为了避免短时间内零序电流的快速增加，可以通过配置相关的自动化装置，以此保障发生故障时可以将电源电路快速切断。技术人员可以结合电压力的数值，进而对故障的点位及类型进行判断，通过线路接地保护，保证运行安全。此外，在电力系统运行过程中，配置继电保护自动化装置，可以充分对系统的整体情况进行全面监控，技术人员需要对自动化继电保护装置自身的运行情况密切关注，通过判断相关的运行参数，针对信号的正常显示情况，加强继电保护自动化装置的智能化管控，减少发生故障的可能性。技术人员还需要在继电保护装置的选择等方面提高重视程度，要全面加强可靠性、灵敏度和智能化检测，从而确保设备设施有效发挥应有的功能。