刍议电力系统中继电保护自动化技术的应用

赵军

摘要：文章分析了继电保护自动化技术在电力系统中应用的作用，探析了继电保护自动化技术在电力系统中的应用，并展望了继电保护自动化技术的发展趋势，旨在为电力系统的相关人员提供一定的参考。

关键词：电力系统  继电保护自动化技术  应用

0 引言

电力资源是我国重要的能源资源，在社会生产和生活中发挥着至关重要的作用。在社会经济大力发展的时期，社会对电能的需求量不断的增加，这给电力系统的安全运行带来了沉重的压力，导致电力系统在运行的过程中出现许多问题，影响供电的安全性与可靠性。继电保护是电力系统安全运行保障，当故障发生时能够及时、有选择的将故障元件从整个电力系统中隔离出来，进而保证其他正常部位能够安全运行，同时能够发出警报通知电网维护人员进行维修，尽可能的降低故障造成的损失。因此，通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中，能够保证整个电力系统安全、稳定的运行。

1 继电保护自动化技术在电力系统中应用的作用分析

继电保护自动化技术在电力系统中应用的作用主要表现在以下几个方面：其一，继电保护装置能够对电力系统的运行状况进行实时的监控，并能够及时、准确的反应电力系统以及各个设备的电压和电流状况，以此判断电力系统以及电力设备是否处于正常运行状态;其二，电力系统在运行的过程中，如果被继电保护装置保护的电力系统元件出现问题，继电保护装置会自动对与故障元件临近的元件断路器发出跳闸的指令，断路器接收到指令之后能够将故障元件和电力系统隔开，这样能够尽可能的降低对故障元件造成的损害程度，同时能够降低故障对整个电力系统造成的影响;其三，当电力系统运行异常时，继电保护装置会针对不同的异常状况发出相应的警报信号，便于电网运行人员进行处理，同时，继电保护装置还能够将故障元件和系统隔离开，保证没有发生故障的元件能够正常的运行，尽可能的降低事故的影响范围。

2 继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用

2.1 继电保护自动化技术在电力系统中的应用

①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种，即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式，提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上，当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后，再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中，通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中，在相间短路中设置系统母线保护，然后通过两相连接的方式实现。

②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分，保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面：一方面，重点保护，如果发电机定子绕组匝间发生短路故障，将会导致发电机的故障部位温度上升，破坏绝缘层，威胁发电机的安全运行，通过在定子绕组内安装匝间保护装置，能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值，通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合，能够形成纵联差动保护，实现对发电机的保护;另一方面，备用保护，过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护，防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时，继电保护装置能够自动切断电源，并发出相应的报警信号，实现对发电机的保护。

③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一，对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面：其一，短路保护，变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护，阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用，阻抗元件运行一段时间之后，会自动切断电源，以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置，电流元件运行一段时间之后，会自动切断电源，进而实现对变压器的保护。其二，瓦斯保护，当变压器的油箱出现问题时，在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解，产生有害气体，通过采用瓦斯保护，当油箱出现上述故障时，能够自动的启动保护动作，将变压器电源切断，同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三，接地保护，对于不接地变压器保护，应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护，应该采取零序电流保护。

④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂，接地方式也相对较多，因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地，当出现大电流接地时，应该立刻切断电源，防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时，继电保护装置会发出报警信号，电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障，应该根据故障状况采取相应的保护措施，具体状况如下所示：其一，零序功率，当电力系统发生接地故障时，零序功率的方向发生变化，零序电流波动相对较小，以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二，零序电流，当电力系统线路发生接地故障时，零序电流会迅速上升，继电保护动作非常敏感，能够及时的采取切断电源的保护措施，对电力系统进行保护;其三，零序电压，电力系统在正常运行时，并不会产生零序电压，如果电力系统发生接地故障，会导致零序电压的产生，继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号，同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障，主要是因为当电力系统发生接地故障时，电压数值会降低。

2.2 实例分析。文章以某电网为例，该电网于2010年应用了继电保护自动化技术，2011年4月23日，110kV变压器主变低压侧继电保护动作，1号主变101开关跳闸，2号主变119、131开关过流保护动作跳闸，重合闸动作，合成功，电网维护人员赶到事故现场，设备并无异常，维护人员通过查看跳闸过的线路，两条线路故障都能够合闸成功，但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析，发现为线路故障，开关拒动，处理方法表现为：把故障开关隔离，恢复供电，然后通知检修人员认真检查，查实状况后采取措施进行检修。

3 继电保护自动化技术的未来发展趋势

继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面：其一，智能化，近年来，人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用，例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等，通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中，能够保证继电保护自动化系统正确判别故障，并具有智能化解决复杂问题的能力，进而实现继电保护的智能化;其二，网络化，计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用，通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中，利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起，创建继电保护装置网络，能够显著的提高继电保护的可靠性，因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三，计算机化，随着计算机技术的快速发展，自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构，显著的提高了继电保护的性能以及响应速度，继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。

4 结束语

总而言之，继电保护是电力系统的“哨兵”，通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中，能够实现对电力系统的实时监控，当电力系统发生故障时，能够及时、准确的确定故障部位，并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除，尽可能的降低故障造成的影响，进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。

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