电力系统继电保护中的自动化措施研究论文_张国龙

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摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。随着科学技术的不断发展,电能已经成为人们工作和生活的重要能源。因此,就需要采取可靠的措施,以确保电能的有效供应。电力系统在实际的运行过程中会受到多种因素的影响,进而可能导致故障的发生。在电力系统的组成中,继电保护器发挥着至关重要的作用。当电力系统出现异常情况后,继电保护自动化技术就能及时结合实际情况对故障部分进行有效的隔离,避免其对电力系统的其他部分造成影响,进而能够在一定程度上提高电力系统的稳定性。本文就电力系统继电保护中的自动化措施展开探讨。

关键词:电力系统;继电保护;自动化;措施研究

引言

电力系统的主要构成有发电、配电、电器设备等系统。在其运行过程中,各方面因素都会影响其运行稳定性,因此就需要寻找更加安全、可靠的方法确保系统的稳定运行,以保障电力传输的质量。当前,计算机、网络、微电子等技术获得空前发展,这些科技也给继电保护水平的提升提供稳健的支撑,深入研究继电保护自动化技术,对电力系统而言具有重要的基础和保障作用。

1继电保护装置运行特点

继电保护装置能够在电力系统故障时及时传递信号,并控制其他设备,将故障的影响局限在一定范围内,并且还能切除故障。此外,继电装置在运行时也会出现问题,主要包括两种形式。(1)拒动故障,即未能在系统出现问题时及时发出信号并切断故障。(2)误动故障,主要指保护装置出现信号或动作报错的现象。这主要指的是传统的保护装置,当前所研究出的继电装置具有自动化特点,能够实现电力系统的全面监测,获取最具时效性的信息,掌握各类设备在运行过程中的参数,并且能够远程监督与控制设备。

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电力系统中继电保护自动化技术的应用

3.1变压器继电保护

变压器的保护主要包括以下几项要点:(1)瓦斯保护。如果变压器油箱的温度与正常状态偏差较大,则会导致绝缘材料和油气分解,此时便会产生具有毒性且危害较为严重的气体,因此需要通过瓦斯保护的方式启动保护装置,及时切断电源并发出警报信号,促使维护人员能够尽快发现故障并加以处理。(2)接地保护。需要根据变压器是否接地进行针对性处理,在未接地的状况下选择零序电压,接地时则应选择零序电流。(3)短路保护。其又可分为阻抗与过电流两种不同的形式,前者主要是阻抗元件在发挥作用。元件会根据运行时间的长短决定是否需要切断电源,这样就能够达到保护电压器的目的。后者主要指的是在电流元件中安装继电装置,电流元件会根据运行时间决定是否需要切断电源。

3.2线路接地保护

在电力系统中,根据接地线路中电流的不同可以分为大电流型和小电流型两种不同的接地形式。将整个线路看成网络的A相接地,电力系统中线路的B和C相电容电流、零序电流就会通过接地点进行流通。通过对接地线路进行深入的分析,发现A相的电压为0,而接地故障电流在接地电阻上形成的压降为URO。B相的对地电压可以表示为UB=UAB=UB-UN,式中的UN=EA-URO,进而可以进一步计算出此时在电阻中的电压非常小,可以不予考虑。通过采用对称分量计算方法,可以得到接地电阻中通过的电流仅为IRO的1/3,并且该两种电流的方向保持一致。因此,当电力系统的接地线路出现问题后,继电保护装置就能及时切断故障线路,进而避免故障影响范围的进一步扩大,对电力系统起到良好的保护作用。

3.3母线继电保护

母线保护分为两种不同的类型。(1)相位对比保护,此种方式能够使母线更加可靠。(2)差动保护,操作方式是在母线元件上设置互感器,连接端子与绕组后可安装继电装置,安装位置为母线差动部分。针对大电流与小电流两种不同的接地方式,在连接过程中分别采取的是三相与两相的方式。某变电所操作人员恢复运行试验后的220kV互感器,在具体操作的过程中首先合上了一次隔离开关,但在合总开关时直接跳开,使得正在处于运行状态的220kV保护没有了电压,检查后发现仅有220kV付母有电压,而母线开关及二次回路则处于断开及未联络状态,但相关人员用万用表测量后的结果显示正母A相存在电压,并且与付母A相完全一致,因此可推测正付母A相电压被切换接点联络,经确认后确定切断接点接通,进而实现了正付母电压的联络,导致付母向正母一侧反充电,这是总开关跳开的直接原因,之后在更换切换插件后回归正常运行状态。

4电力系统继电保护中的自动化方法

4.1通过微机方式

微机保护是计算机保护和继电保护的主要途径,在电力系统中开始逐步使用,但具有一定的挑战性。这种保护措施依托强大的数学运算和逻辑处理能力,对电力系统的运行方式、状态进行实时监控,对电力系统而言,借助微机技术精确的检测、处理功能,能够获得一定的提升。

4.2使用辅助设备

辅助设备的主要作用在于加强对于继电保护设备的运行监控,提高设备运行的稳定性与安全性。从某种角度来看,辅助设备并不会对继电保护设备的性能造成直接的影响,但其作用价值不可忽视。辅助设备的应用能够实现对于继电保护设备的自动化监控,降低设备故障率,保证整个电力系统的稳定运行。

4.3建设信息一体化

信息一体化主要是能够提升电力系统自身的自动化程度,我们可以把信息一体化作为终端一体化设备,以此来完成电力系统的保护工作,如对系统的运行状态进行监测,对运行故障信息进行分析和传输,对上述数据进行收集、规整并深入分析,为继电保护自动化、智能化在电力系统中的运用提供保障和依据,促进电力企业在新常态下的稳健发展和提升。

结语

综合来看,电力系统是关乎社会发展的关键系统,无论是对于人民群众的生活还是工作学习均会形成直接的影响。对继电保护自动化进行深入的研究异常重要,对电力企业而言,电力系统中的“哨兵”指的就是继电保护。电力系统要想实现实时全方位的保护,就必须使用继电保护自动化技术,当其出现故障的第一时间,保护装置即可精确的侦知故障的发生地、信息、类型,同时发出准确的指令和保护措施,预警电力企业,维修人员可以迅速高效的处理、排除故障。对电力系统来讲,继电保护装置担任着“保护神”的角色,因此我们必须深入研究继电保护的自动化技术,不断加大研究投入,提升研究水平,保障电力系统更加稳定的运行,为国家的发展提供更加稳健的动力支撑。

参考文献

[1]赵军.刍议电力系统中继电保护自动化技术的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015,04:215-216.

[2]牟欣培.电力系统中继电保护自动化技术的应用与实现[J].科技与创新,2015,21:132+136.

[3]苏朝志.电力系统中继电保护自动化技术的应用探析[J].科技资讯,2015,25:21+23.

论文作者:张国龙

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/8

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