电力系统中继电保护自动化技术分析

摘要：受经济结构影响，现阶段社会对电力系统运行稳定性要求在不断提升，为保证电能质量，相关人员需借助新型继电保护自动化技术，结合实际需求，采用信息化、网络化的手段，对于故障情况实施有效检测与定位，在快速诊断的前提下，帮助电力系统恢复运行。对此，针对电力系统中继电保护自动化技术展开分析，明确继电保护自动化技术应用原理，在合理设计继电保护自动化应用系统的基础上，强化继电器应用管理能力，进而为电力系统的稳定运行提供保障。

关键词：继电保护诊断系统数据采集通信网络自动化恢复

中图分类号：TM73

AnalysisofRelayProtectionAutomationTechnologyinPowerSystems

TIANKun1WANGYang2

1.WuqingPowerSupplyBranchofStateGridTianjinElectricPowerCompany，Tianjin，301700China.2.XiangheCountyPowerSupplyBranchofStateGridJibeiElectricPowerCo.，Ltd，Xianghe，HebeiProvince，065499China

Abstract：Duetotheimpactofeconomicstructure，thecurrentsociety’sdemandforthestabilityofpowersystemoperationisincreasing.Inordertoensurethepowerquality， ;therelevantpersonnelneedtomakeuseofthenewtypeofrelayprotectionautomationcombinedwiththeactualdemand，adoptinformationandnetworkmethodstoeffectivelydetectandlocatefaultsituations，andhelpthepowersystemresumeoperationonthepremiseofrapiddiagnosis.Inresponsetothis，thispaperanalyzestherelayprotectionautomationinthepowersystem，clarifiestheapplicationprinciplesoftherelayprotectionautomation，andbasedontherationaldesignoftherelayprotectionautomationapplicationsystem，strengthentherelayapplicationmanagementability，andprovideguaranteeforthestableoperationofpowersystem.

KeyWords：Relayprotection;Diagnosissystem;Dataacquisition;Communicationnetwork;Automaticrecovery

从根本上来说，继电保护技术的应用能够直接影响系统运行的稳定性，受多方面因素影响，继电器极容易产生反应迟缓、火灾等问题，为有效消除潜伏问题的影响，相关人员可利用继电保护自动化应用系统，使其对异常现象实施自动管理与保护，提升继电器保护水平。在具体实施中，可借助继电保护装置、数据采集单元、通信网络、控制中心等模块，深入分析故障因素，明确影响继电器运行的数据信息，进而实现对继电保护系统的优化控制目标。

1继电保护自动化技术应用原理

在应用继电保护自动化技术期间，相关人员须以继电保护装置为核心，结合具体需求，利用通信、计算机、控制技术，加快继电保护响应速度，实现智能化、自动化控制目标，具体继电保护电路运行情况如图1所示。在具体应用期间，继电保护自动化技术可对电力系统实时监测，并能够与其他电力系统设备实施通信，实现数据交换的同时，具有互联互通的优势。另外，继电保护自动化技术具有远程控制特点，采用远程通信方式，强化操作的灵活性[1]。

2继电保护自动化应用系统设计

2.1继电保护装置

在设计继电保护自动化应用系统期间，继电保护装置作为核心部分，相关人员需结合具体情况，预设保护逻辑，使其能够全面监测电力系统实际故障、状态情况。在具体应用过程中，主要包括集成保护装置、数字式继电保护装置，为继电保护系统的稳定运行助力，实际原理如图2所示[2]。

2.2数据采集单元

数据采集单元模块主要是对各类参数的全面收集，结合电力系统设备运行情况，对频率、电流等信息实施采集，并借助相关技术将其顺利传输到继电保护装置。在具体应用过程中，以传感器接口、电流互感器等设备为主。

2.3通信网络

为保证继电保护自动化系统的正常运行，需利用通信网络，实现内外部顺畅通信目标。通过对各个组件实施连接，促使数据采集单元、继电保护装置等多个设备之间顺利实现通信目标，如广域网、局域网等，以此满足数据交换需求。

2.4控制中心

从根本上来说，控制中心作为管理中枢，结合具体应用情况分析，需具备数据处理系统、人机界面，相关人员在对继电保护应用系统管理期间，可借助控制中心，优化系统配置，进而实现对电力系统的综合管理。

2.5监测与诊断系统

监测与诊断系统主要是对故障的诊断与分析，在实时监测电力系统实际情况的同时，构建数据分析模型，使其能够精准定位异常故障情况，提升故障处理效率，继电保护自动化系统具体组成如表1所示[3]。

3继电保护自动化技术的实际应用

3.1继电保护自动化技术应用

3.1.1故障监测与定位

在传统电力系统中，以手动操作、人工巡检等方式为主，无法满足现阶段故障监测需求。继电保护自动化技术可打破传统技术的局限性，增强故障定位能力的精确性。在具体应用期间，相关人员可采用故障电流分析、电压差动保护、统计分析、人工智能、智能传感器等方式，强化保护效果。以故障电流分析为例，需对电流波形实时分析，结合具体情况，精准识别故障电流。利用针对性技术，在顺利提取故障电流特点的基础上，掌握故障类型、故障点，实现自动化保护目标[4]。

3.1.2电力系统监测与控制

从电力系统监测方面来看，继电保护自动化技术的应用对各种故障类型实时监测与分析，在快速响应的前提下，提供精确的定位结果。相关人员应利用统计分析方法，对历史数据进行全面统计，结合自动化技术，建立故障数据库，有效增强故障识别概率，实现对故障的高效应对。同时，从电力系统控制方面来看，与传统人工手动操作相比，可适当减少人为因素造成的风险与错误，如负荷管理、电压调节、频率调节、事故处理。以频率调节为例，运维人员通过对电力系统频率变化实时监测，结合电力系统具体需求，对输出功率实施调节，使其与电力系统负荷变化相契合，并保持在稳定范围之内，实现稳定运行、供需平衡的协同管理。

3.1.3自动化恢复与重启

在电力启动重启、恢复这一过程中，相关人员通过应用继电保护自动化技术，可在一定程度上缩减停电时间以及影响，保证电力系统可以快速供电。通过应用自动化恢复与重启技术，可有效减少人为介入的需要，有效提高电力系统恢复能力。同时，在保障电力系统更快从故障中恢复过来的基础上，高效缩短恢复时间，降低对用户、设备的影响，进而保障供电服务的稳定性、可靠性。

3.1.4数据采集与分析

数据信息作为继电保护自动化应用系统运行的关键，运维人员可对电力系统中电流、温度、功率等信息实时采集，结合具体需求，可借助传感器、监测设备，对变压器、开关设备、发电机等多个组成部分的信息进行收集。受电力系统运行环境影响，在长期工作下，继电器极容易产生老化等问题，相关人员可对继电器健康状况、时间关系实时分析，具体公式如下。

HIa=HIa0×eB（T2-T1）（1）

式（1）中：HIa代表失效指数，B代表继电器失效参数，HIa0代表失效指数耗费平均值，T2代表失效具体时间（月份），T1代表实际工作时间（月份）[5]。

为保证电力系统运行信息的全面性，可采用连续性的数据采集方式，并借助相关算法对其进行分析，根据数据信息特点，深入研究其异常问题、信息趋势，便于相关人员建立预测模型，在综合评估设备状态的同时，实现故障诊断目标。

3.2具体应用路径

3.2.1电网运行维护

输电网络的实际运行情况对最终供电品质具有一定影响，为保证输电网络的健康运行，需引入继电保护自动化技术，明确电力系统实际设置条件，落实具体规范。在具体实施期间，相关人员须优先选择具有一定稳定性、灵敏度的继电器，并从地理位置、气候状况、电磁干扰等方面入手，在全面分析的情况下，合理制定继电保护自动化技术应用方式，切实发挥实用价值。

3.2.2发电机继电保护

发电机作为电力系统运行的关键部分，在运行期间，以定子组匝间短路为主，在实施过程中，受短路问题的影响，其内部温度会逐渐升高，严重影响发电机的绝缘效果。在失磁的影响下，保护匝装置可避免产生短路现象，进而实现对发电机的高效保护目标。同时，在发电机的小负载下，不可避免会产生破裂故障，相关人员可从备用保护方面入手，充分利用继电保护装置，实现电压保护目标。在具体应用中，其可快速切断电源，结合具体情况，向发电机发出报警信号，避免其产生短路现象，进而提升发电机保护效果。

3.2.3变压器继电保护

电压级别、变压器质量对于继电保护技术应用效果具有一定影响，相关人员需从多方面入手。在接地保护过程中，应以接地情况为参考，如果是直接接地，则需对其左右两侧实施保护，以零序电流方式为主。与之相比，如果是没有直接接地，则可根据具体情况，利用零序电压保护技术。同时，从瓦斯保护方面来看，一旦变压器油箱产生故障，受电弧分解等因素影响，极容易产生有毒气体。为防止产生爆炸现象，需对受损油罐实施保护，合理应用继电保护自动化技术，顺利切断变压器的供电，以便为相关人员运维工作提供保障。另外，短路作为变压器常见故障问题，一旦产生故障则会噪声严重影响，相关人员可将继电保护自动化技术放在过电流继电保护、阻抗保护上，在合理安装继电保护装置的基础上，使其适当断开变压器电源，在充分利用变压器阻抗元件自身保护功能的情况下，提升保护效果[6]。

3.2.4母线继电保护

母线继电保护作为关键环节，主要是侧重相继电、差动继电保护方式，在良好应用母线相位继电保护技术的基础上，提高母线利用率。以差动继电保护方式为例，需要结合具体情况，合理设定电流互感器，确保其与变压器设定的一致性，充分发挥电流对应互感器实际优势。同时，在做好对应电流变压器之后，为将其放置在母线差动区，需将其测量终端、次级线圈相连接。如果母线电流较大，为实现继电保护目标，需采用主动三相连接方式。反之，在电流较小的情况下，则应侧重两相连接、相间短路，实现母线高效保护目标。

4结语

综上所述，为更好满足现代社会生活、生产需求，相关人员需从多方面入手，高效应用继电保护自动化技术。应通过实时监测与控制电力系统，便于相关人员掌握其运行状态。同时，可结合实际需求，应用自动化恢复与重启技术，以信息化手段为支撑，在产生故障问题期间，有效缩减系统停机时间，在快速恢复系统正常运行之后，提升运行效率，使其提供可靠性、稳定性较强的供电服务，为社会健康、可持续运行助力。

参考文献

[1] SIW.Imagedataprivacyprotectiontechnologybasedonreversibleinformationhidingandrobustsecretsharing[J].IntelligentSystemswithApplications，2024，23（2）：200396.

[2] 张瑞程，张仁尊，王书源，等.基于大数据的电力系统继电保护自动化技术的研究[J].自动化应用，2024，65（2）：36-38.

[3] 姚航，潘育宗.继电保护自动化装置的故障检修与改进措施研究[J].模具制造，2023，23（12）：283-285.

[4] 林逸禹.基于机器学习的电力系统故障辨识和继电保护方案[D].广州：广东工业大学，2022.

[5] 朱劭璇.计及故障信息的电力系统暂态稳定分析及紧急控制研究[D].北京：华北电力大学（北京），2021.

[6] 王增平，林一峰，王彤，等.电力系统继电保护与安全控制面临的挑战与应对措施[J].电力系统保护与控制，2023，51（6）：10-20.