继电保护自动化技术在电力系统中的应用韩丞宇

继电保护自动化技术在电力系统中的应用韩丞宇

(丹东供电公司辽宁省丹东市118000)

摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,电力系统发展迅速。当前电力系统继电保护在各行各业得到广泛应用,并以自动化为发展方向。在电力系统中应用继电保护自动化技术不仅能保障电力系统的正常运行,而且能大大提升电能利用率,推动现代化社会的建设和发展。因此,分析了继电保护自动化技术原理及其保护配置,探究了继电保护自动化技术在电力系统中的具体应用。

关键词:继电保护技术;自动化;电力系统

引言

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继电保护装置工作原理

继电保护装置主要是由测量模块、执行模块以及逻辑模块等三部分组成。当电力系统在运行过程中出现故障后,某些突变的物理量就会转变成信息量,随着故障的进一步发展,其突变量就会超过允许的数值,保护装置就会将故障进行隔离,避免其对电力系统的其他部分造成不利影响。测量模块能够有效接收并分析传输而来的电力系统运行情况,并将分析后的数据传输至相应的逻辑模块。在逻辑模块中,通过一系列复杂的逻辑运算得到逻辑值,再通过对逻辑值进行科学合理的判断,明确动作是否合理,并将动作信号传输到执行模块中,从而采取有针对性的应对措施,确保电力系统的稳定运行。

2继电保护存在的主要问题

虽然常见的继电保护装置均具有一定的稳定性和可靠性,可以应对不操作或误操作带来的故障损伤,但是仍然面临着一些问题:(1)软件问题。继电保护装置内部的软件系统如果出现运转异常,则会导致保护装置不工作或工作异常。(2)硬件问题。保护装置自身、配件、二次回路等如果出现问题,都会导致继电保护功能异常。(3)人为失误导致的继电保护失效。例如,施工人员按照错误的操作方式接线,导致电力系统电路故障,这种工作失误造成的后果是非常严重的。

3继电保护装置的主要作用

当电网出现故障时,继电保护装置能及时根据故障信息反馈作出切除或者隔离动作。通常,电网故障可能引发的问题有以下3种。(1)使系统中的电压出现急剧下降,容易破坏用户的正常负荷值。(2)短路电流,即产生在故障发生位置的电流。该短路电流引发的电弧会不同程度地破坏电气设备。(3)影响发电机运行的稳定性,可能造成系统动荡,甚至是整个电力系统的崩溃。

4继电保护自动化技术在电力系统中的应用

4.1线路接地保护

电网系统布线非常复杂,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。

4.2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。

4.3变压器运行中的应用

电力系统的重要组成部分是变压器。将继电保护自动化技术应用于变压器,能有效减少故障带来的损坏,提高电力系统供电稳定性。继电保护自动化技术在变压器运行中的应用主要是以变压器容量和电压等级为设备安全依据,基于大量充分的分析、论证及筛选,让保护装置的选择与变压器的保护需求匹配度更高。为使继电保护自动化技术在变压器中有效运用,需合理选择设备型号。一切以继电保护装置型号为标准,合理计算差动保护,以便在后期综合分析和反复论证中确保所选设备型号所具备的功能可满足变压器运行的实际需求。

4.4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。

结束语

综上所述,电力系统的稳定性和安全性直接影响人们的日常生活和工作。为不断提高电力系统的运行质量,有必要加强继电保护自动化技术的应用。继电保护自动化技术的技术水平不仅与现代信息技术发展有关,还与电力工作人员的综合能力有关,所以应紧跟时代步伐,积极引进高新技术,不断提高电力工作人员的业务水平,助力电力行业的健康发展。

参考文献:

[1]阎国明.继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析[J].科技创新导报,2016,13(19):37-38.

[2]唐玉娇,丁睿.关于继电保护自动化技术的应用浅析[J].科技视界,2017,(36):104.

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