劉永志

（濱州學(xué)院，山東 濱州 256600）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的愈加繁榮，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)于電力資源的需求量大增，直接造成了電力系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷地不斷增加。在現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)保護(hù)中，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮了重要作用，其穩(wěn)定性及可靠性將直接影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)及自動(dòng)化繼電保護(hù)的意義論述

1.1 現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)及現(xiàn)狀概述

1.1.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造初見(jiàn)成效

在全新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，傳統(tǒng)的電力技術(shù)及系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足社會(huì)快速發(fā)展的需求，因此，在社會(huì)需求及技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)之下，我國(guó)的電力技術(shù)尤其是電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)獲得了快速發(fā)展，不僅提高了電力企業(yè)的生產(chǎn)效率，也推動(dòng)了我國(guó)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，近些年，我國(guó)電力系統(tǒng)的改造愈加快速，并取得了較好的成效，使得電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單、高效的同時(shí)，也極大的提升了其功能。

1.1.2 電力系統(tǒng)操控一體化程度不斷加深

在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)化等技術(shù)的推動(dòng)之下，現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)的智能化及自動(dòng)化程度有了顯著地提高，從而加速了電力系統(tǒng)操作一體化的發(fā)展進(jìn)程。而操控的一體化不僅使得電力系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)便，也在很大程度上提高了輸電效率。不僅如此，將自動(dòng)化及計(jì)算機(jī)等技術(shù)應(yīng)用融合于電力系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)來(lái)控制電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，還能減少電力企業(yè)對(duì)人力資源的以來(lái)，極大地解放勞動(dòng)力，更能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)情況并發(fā)出報(bào)警，從而使突發(fā)狀況得到及時(shí)處理，促進(jìn)了電力系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制的完善。

1.2 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的意義及作用

電力系統(tǒng)對(duì)于社會(huì)各方面發(fā)展的重要意義有目共睹，隨著社會(huì)需求的不斷增加，電力系統(tǒng)的負(fù)荷也逐漸增大，而且在電力輸送的過(guò)程中很容易發(fā)生電壓不足的現(xiàn)象，而一旦出現(xiàn)電壓過(guò)低，甚至是直接出現(xiàn)了短路，不僅會(huì)直接影響到該區(qū)域內(nèi)用戶正常的生產(chǎn)生活，也會(huì)造成整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定，嚴(yán)重的甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)的癱瘓，進(jìn)而引發(fā)一系列問(wèn)題，帶來(lái)生命、財(cái)產(chǎn)的損失。而要想提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就要能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)安全隱患并進(jìn)行處理，現(xiàn)階段能夠解決這一問(wèn)題的最好方法就是繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的使用[1]。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置已經(jīng)逐漸成為了電力系統(tǒng)中重要的組成部分，它能夠在不影響其正常運(yùn)行的前提下，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行自動(dòng)排查，提高排查的效率及準(zhǔn)確率，并能有選擇性地檢修某些故障，不僅提高了系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化反應(yīng)能力和運(yùn)行效率，也能更好地保護(hù)其它的電氣設(shè)備。

2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

2.1 內(nèi)涵概述

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)指的就是利用一定的技術(shù)手段對(duì)正在運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)建立一定的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)對(duì)運(yùn)行中的各種線路以及設(shè)備等的安全性能進(jìn)行評(píng)估，判斷其工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中可能存在的問(wèn)題及出現(xiàn)的故障，并采取合理的方法做出及時(shí)地應(yīng)對(duì)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著用電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)逐漸發(fā)展成為了一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系，其間包括的線路及設(shè)備的數(shù)量十分龐大，要想對(duì)所有的線路及設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督檢測(cè)，就需要設(shè)置許多套保護(hù)系統(tǒng)，而且為了保證這些系統(tǒng)能夠正常發(fā)揮作用，還要保證他們的相互獨(dú)立性，盡可能保證最佳的繼電保護(hù)效果[2]。

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置就是通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的自動(dòng)化運(yùn)行，其應(yīng)用目的是為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并對(duì)做出快速反應(yīng)，采取合理的措施進(jìn)行處理，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際的應(yīng)用中，繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)通常會(huì)與其他的技術(shù)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，以發(fā)揮更大的作用來(lái)保障工作效率，保證電力系統(tǒng)的線路及設(shè)備等的安全性。

2.2 原理分析

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)就是在原有的繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)自動(dòng)化等技術(shù)的運(yùn)用增加了其自動(dòng)化運(yùn)行的功能，也就是通過(guò)合理的技術(shù)控制，對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)生的故障能夠通過(guò)告警、跳閘等方式進(jìn)行隔離或切除，從而保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)及其運(yùn)行狀態(tài)。在電力行業(yè)及相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展、進(jìn)步的持續(xù)推動(dòng)下，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，功能愈加強(qiáng)大，除了上述功能之外，它還能通過(guò)對(duì)保護(hù)目標(biāo)運(yùn)行相關(guān)信息的收集，更加清晰地掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，為各種運(yùn)營(yíng)方案的選擇及使用提供信息支撐；也能隨時(shí)根據(jù)監(jiān)控結(jié)果調(diào)整和修正各種功能參數(shù)，保證繼電裝置能夠更加準(zhǔn)確、高效地處理各種電路故障。

2.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及各項(xiàng)高新技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，我國(guó)的電力系統(tǒng)也在不斷完善，其性能有了顯著的提高，運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性都較之前有了較大的改善。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置也由傳統(tǒng)的熔斷模型發(fā)生了極大的變化，隨著各項(xiàng)技術(shù)的引入、融合，各種新材料在這一領(lǐng)域發(fā)揮了獨(dú)特的作用，現(xiàn)階段我國(guó)的繼電保護(hù)主要采用的是電磁、晶體以及集成電氣等方式，不僅更好地保證了繼電保護(hù)的穩(wěn)定性，也加快了電力系統(tǒng)信息化的進(jìn)程，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及效率，使我國(guó)的電力企業(yè)獲得了更大的發(fā)展。

3 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)中較為核心的組成部分，變壓器發(fā)揮的作用十分重要，不僅能優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行流程，提升其穩(wěn)定性，也能對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行故障加以規(guī)避，保證系統(tǒng)能夠始終處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。所以，要時(shí)刻關(guān)注變壓器的工作狀態(tài)，保證其正常運(yùn)行。其一，短路保護(hù)。繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)線路中發(fā)生了短路故障時(shí)，電壓器會(huì)阻擋通過(guò)的電流，而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)控制跳閘，直接切斷電流，以保證變壓器的安全，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全及運(yùn)行。其二，瓦斯保護(hù)。自動(dòng)化裝置還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)變壓器在油箱中產(chǎn)生的氣體，因?yàn)槿绻娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)引發(fā)電弧放電現(xiàn)象，使得油和絕緣材料發(fā)生分解，從而釋放出有害氣體。而繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)有害氣體，一旦發(fā)現(xiàn)就會(huì)及時(shí)切斷電源，不僅能保護(hù)變壓器的安全，還能夠發(fā)出警報(bào)，對(duì)故障線路進(jìn)行切斷處理，從而對(duì)電力系統(tǒng)的安全提供保障[3]。其三，繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)還可以為變壓器提供接地保護(hù)，通過(guò)對(duì)通過(guò)變壓器電流的直接控制，使電壓變成零序電流，并采取相應(yīng)的零序保護(hù)動(dòng)作，確保不接地的變壓器時(shí)刻處于零序電壓的環(huán)境下。

3.2 在網(wǎng)絡(luò)母線保護(hù)中的應(yīng)用

其一，相位保護(hù)。通過(guò)綜合對(duì)比整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行中相位方式之間的差異性，能夠?qū)δ妇€的運(yùn)行狀態(tài)及工作性能進(jìn)行綜合評(píng)估，從而加強(qiáng)對(duì)電路的控制，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，保證能夠及時(shí)切斷電路，對(duì)母線進(jìn)行保護(hù)。其二，差動(dòng)保護(hù)。在母線元件之上設(shè)置電流互感器，通過(guò)檢測(cè)互感器之間的變化和特點(diǎn)是否一致來(lái)判斷是否需要對(duì)母線采取保護(hù)措施，如果互感器出現(xiàn)了過(guò)大的差動(dòng)，那么就通過(guò)控制系統(tǒng)及時(shí)切斷電路，對(duì)母線實(shí)施保護(hù)。

3.3 在接地保護(hù)中的應(yīng)用

不同的電力系統(tǒng)所采用的接地方式也不盡相同，概括來(lái)說(shuō)電力系統(tǒng)的接地方式主要可以分為小電流和大電流兩種。而接地方式不同，采用的保護(hù)方式也會(huì)不同。小電流接地保護(hù)的方式主要針對(duì)的是小電流電路中較為輕微的小型故障，具體的保護(hù)方式就是在發(fā)現(xiàn)故障后發(fā)出預(yù)警，然后由檢修工作人員進(jìn)行故障的排查及檢修；而大電流接地保護(hù)則主要是針對(duì)電流比較大的電路，一旦發(fā)現(xiàn)有故障產(chǎn)生，就會(huì)立即切斷電路，以防安全事故的發(fā)生[4]。

3.4 在發(fā)電機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用

發(fā)動(dòng)機(jī)同樣在電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行中發(fā)揮著較為重要的作用，保護(hù)好發(fā)動(dòng)機(jī)，也能更好地保護(hù)電力系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。其一是重點(diǎn)保護(hù)的方式，也就是在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的相關(guān)保護(hù)裝置上安裝定子繞組，當(dāng)匝間產(chǎn)生短路或者發(fā)生其他故障時(shí)，保護(hù)裝置就會(huì)啟動(dòng)，將發(fā)電機(jī)中的單相接地電流控制在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)還能保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱聯(lián)差動(dòng)，通過(guò)融合發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)內(nèi)的電流及調(diào)整相位高度等措施來(lái)達(dá)到保護(hù)的目的；其二是備用保護(hù)的方式，當(dāng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)了低負(fù)荷狀況時(shí)，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)絕緣擊穿的幾率極高，而繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)可以及時(shí)切斷電源并發(fā)送警報(bào)，從而保護(hù)發(fā)電機(jī)。

4 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性獲得了快速地發(fā)展，出現(xiàn)故障的頻率大大降低，運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性都有了較高的保障。但是一些前期建設(shè)的電力系統(tǒng)，因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間較長(zhǎng)，其線路及設(shè)備的質(zhì)量及性能都發(fā)生了變化，出現(xiàn)老化及電磁干擾的概率較高，這些問(wèn)題會(huì)引發(fā)繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)，出現(xiàn)誤動(dòng)故障及拒動(dòng)故障等問(wèn)題，對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的及時(shí)反應(yīng)及應(yīng)對(duì)會(huì)產(chǎn)生極大的影響。所以，在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用過(guò)程中還應(yīng)該詳細(xì)分析和了解影響繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定性的因素，然后采取合理的方式加以控制，保證繼電保護(hù)的有效性[5]。

隨著各種高新技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展及應(yīng)用，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展將呈現(xiàn)出以下幾大趨勢(shì)：其一，智能化，隨著人工智能技術(shù)應(yīng)用的逐漸普及，模糊邏輯算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)將逐漸在繼電保護(hù)的自動(dòng)化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用，使繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確地判別故障，且能夠智能化地去解決復(fù)雜問(wèn)題；其二，網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，能夠在整個(gè)電力系統(tǒng)中主要設(shè)備的繼電保護(hù)裝置之間建立繼電保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)，從而提高繼電保護(hù)的可靠性。

5 結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及技術(shù)革新的推動(dòng)之下，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等都獲得了快速地發(fā)展，進(jìn)一步加速了繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，在電力系統(tǒng)保護(hù)中發(fā)揮的作用也愈顯重要。