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试论电力系统继电保护自动化策略

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  摘要: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。因此我们必须深入研究继电保护的自动化技术,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。
  关键词:电力系统;继电保护自动化;策略
  1继电保护自动化技术
  1.1继电保护自动化技术的原理
  电力系统的稳定性和安全性直接影响供电质量。为有效避免电力故障的发生,提升电力系统的运行质量,需从技术方面和管理方面采取对应措施。继电保护自动化技术是基于原始继电保护通过跳闸或者警告的方式对电力故障进行隔离或者切除,以保护整个电力系统。该项技术随着电力行业的发展已愈加成熟。电力系统中的监控模块收集所有与目标运行保护有关的信息,以全面了解整个电力系统的运行情况,为后期决策的制定提供客观、全面的借鉴,并为调整或者修正继电装置的功能参数提供参考,让继电装置更顺畅地处理各种电路故障。
  1.2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。
  2 电力系统中继电保护自动化技术的应用策略
  2.1线路接地保护
  电网系統布线非常复杂,接地方法存在很大的差别。电网系统的接线方式主要分为高电流和小电流两种类型。在前者的接地方法中,处理电网系统出现故障的方法是切断电源,后者则确定所述的继电装置发送的报警信号,确定出现的故障,同时在一定的时间对电网系统出现的故障尽快处理。如果当前的接地架构是一个单相的接地结构,可以视为A相接地,接地点会流过B,C电容器和所述的零相电流。经过分析,A相电压呈现关闭状态,故障电流压降为0。根据B相电压的分析,可以得出该状态下的小电阻电压非常小,可以直接忽略。三相电压的线电压值是相对来讲对称的,其相电压值大约是后电压值的两倍。因此,可以在特定计算的过程中选择对称分量方法,并且可以推断出相位的实时方向。因此,在发生故障时,在A相接地的情况下,线路故障和接地故障会同步跳闸。因此,必须根据接地故障的类型选择适当的保护措施,主要包括以下几点。①零相功率。接地故障发生时的功率方向变化,零相功率电流相对稳定,波动不严重,能够预测电网系统出现的故障,而且可以保护系统的稳定运行。②零序电流。在系统线路出现故障时,零序电流会短时间内迅速增加,继电保护装置可以在一定时间内切断电源。③零序电压。零序电压主要发生在系统运行的过程中,因此,需要根据继电保护设备发出的报警信号进行处理。因此,工作人员应详细观察电压表,并根据显示值了解故障特征。通常,低于正常值的电压值表示发生了接地故障,因此,必须尽快处理故障。
  2.2备用保护
  备用保护的主要形式是防止过压,以防止设备发生故障,尤其是在负载较低时,这种类型的保护可以防止由于短路故障而导致损坏发动机并在低负载的条件下自动关闭电源,并以报警的形式反馈给工作人员以便于技术处理故障。
  2.3变压器继电保护
  变压器的保护主要包括以下几项要点:①短路保护短路保护分为两种不同形式的阻抗和过流,前者主要是阻抗分量。该部件根据操作时间的长度确定是否需要切断电源,从而可以实现保护电压装置的目的。后者主要是指在电流元件中安装继电器装置,电流元件根据运行时间确定是否需要切断电源。②油箱保护当变压器油箱的温度偏离正常状态时,绝缘材料会出现油气分解的现象,此时会产生有毒气体。因此,需要通过气体保护启动保护装置切断电源,并发出警报信号以提示工作人员尽快检测并处理故障。③接地保护根据变压器是否接地进行不同的处理。如果没有接地则选择零序电压,并在接地时选择零序电流。④发电机继电保护由于发电机与电力系统的运行安全密切相关,因此,必须保护发电机的继电设备。当发电机短路时,故障部件的温度变得高于正常值并且绝缘层损坏,因此,必须在绕组之间安装继电保护装置,使定子绕组始终处于稳定的运行状态。另外,如果单相接地电流存在偏差,则需要将相位与继电保护设备的中心点相匹配,以达到垂直差动保护的目的。
  2.4母线继电保护
  母线保护分为两种不同的类型。①相位保护可以提高母线的可靠性。②差动保护。由变压器连接到母线元件的操作模式可以将连接的终端和绕组附加在该继电保护装置中,所述安装位置为母线差动单元。对于大电流和小电流的两个不同的接地方法,通常采取三相和两相的方法。电站驾驶员在操作的过程中,通过220kV变压器恢复操作测试,但有绝缘开关在一个特定的操作过程中是关闭状态,因此,总开关被接通需要在220 kV保护电压的情况下进行操作。
  3 电力系统继电保护中的自动化方法
  3.1提高客户机自动化程度
  继电保护有两种形式,主机、客户机。客户机一般设置在变电站中,对变电站录波器端口执行保护和管理命令,把设备的故障数据分类收集后给予传输到上层主机中。在系统运行正常的情况下,客户机实施不间断检测,收取来自设备的数据,自动分析系统检测时间段的运行质量。继电保护自动化客户机能仅仅能够检查、收取并分析电力系统的运行情况的功能,还能够对员工的操控指令实施监测,如果命令执行者出现误操作的情况,触发报警装置,员工能够及时改正纠偏,保障系统准确科学的运行。自动化客户机在电力系统继电保护的过程中还可以对远端主站进行适当的拦截,在远端主站就可以接收到来自变电站运行时出现的问题和异常,即使自身设备不能进行正常的操控,可以通过请求远端主站来完成监控变电站的运行情况。
  3.2引入计算机技术
  借助计算机技术,继电保护的自动化、智能化水平获得极大地提升,其保护能力不断提高,电力系统运行稳定性不断增长。我们需要高度重视把计算机技术引入电力系统的继电保护之中,依托计算机优秀的软件、硬件技术,保障系统的灵敏性、精确性等。把计算机技术引入系统之中,能够把发生故障的线路、设备的相关参数准确、合理的计算出,同时保存系统的运行数据,系统恢复后,只需在先前操作的基础上继续操作即可,提高了电力系统的工作效率。
  3.3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。
  结束语
  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。
  参考文献
  [1]姜明.提高电力系统继电保护和自动化装置可靠性的措施[J].科技创新导报,2018,15(33):29+31.
  [2]叶璐,邓伟.电力系统及自动化和继电保护的相关性研究[J].河南科技,2018(31):115-117.
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