國(guó)能榆次熱電有限公司 張 錦

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的使用優(yōu)勢(shì)非常明顯，可有效保證電力系統(tǒng)供電工作的安全性，在產(chǎn)生供電安全隱患時(shí)可快速及時(shí)切斷故障點(diǎn)，防止故障擴(kuò)大，造成更加嚴(yán)重的供電安全事故。隨著我國(guó)信息化技術(shù)的不斷向前發(fā)展，電力系統(tǒng)的研發(fā)及相關(guān)自動(dòng)化控制技術(shù)的使用程度越來越高，并正在不斷朝著智能化、一體化以及數(shù)字化的方向上發(fā)展?，F(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)?？焖贁U(kuò)張，對(duì)各種自動(dòng)化控制技術(shù)使用程度越來越高，電力供應(yīng)效率和穩(wěn)定性都得到了全面提升。但當(dāng)前電力系統(tǒng)建設(shè)過程中仍存在一些問題，特別是繼電保護(hù)裝置的安裝和使用。通過繼電保護(hù)裝置的合理使用，可在發(fā)供電過程中遇到故障及時(shí)作出反應(yīng)，確保供電系統(tǒng)可正常穩(wěn)定工作。

繼電保護(hù)裝置在發(fā)展過程中，對(duì)先進(jìn)的現(xiàn)代科技技術(shù)應(yīng)用程度越來越高，其中主要包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等。繼電保護(hù)工作裝置通過現(xiàn)代化高新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行工作情況展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)供電過程中電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，可及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)還可發(fā)出相應(yīng)的跳閘控制指令，斷開故障支路，有效防止故障點(diǎn)擴(kuò)大，以免對(duì)發(fā)供電系統(tǒng)造成更大的損害和影響，可有效解決電力系統(tǒng)供電過程中產(chǎn)生的各種安全隱患問題，保證供電工作的正常進(jìn)行[1]。

1 繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施不完善。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于相關(guān)配套設(shè)施落后或?qū)ΡＷo(hù)裝置了解程度低，使得其在實(shí)際應(yīng)用中無法達(dá)到預(yù)期工作效果。同時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的使用并未建立起更加科學(xué)完善的應(yīng)用體系，發(fā)供電企業(yè)單位內(nèi)部對(duì)于專業(yè)人員的培養(yǎng)力度有所欠缺，造成繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用過程中的層次偏低，無法充分發(fā)揮出其價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。

繼電自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐性相對(duì)較低。為提供更優(yōu)質(zhì)的電力資源，很多供電企業(yè)單位針對(duì)繼電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用展開更加科學(xué)的管理和控制，但在實(shí)踐工作過程中某些工作的實(shí)際落實(shí)程度有所不足，進(jìn)而造成繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)，在使用過程中無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

繼電自動(dòng)化技術(shù)的使用規(guī)模較小。繼電自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，整體的發(fā)展工作規(guī)模相對(duì)較小，同時(shí)由于該項(xiàng)技術(shù)在使用過程中需更換很多新型號(hào)的設(shè)備，設(shè)備更換改造過程中，對(duì)于原有柜體設(shè)計(jì)、二次接線等均需要做到較大的改動(dòng)，供電企業(yè)單位無法有效承擔(dān)大量的經(jīng)濟(jì)和人工成本，因此造成繼電自動(dòng)化技術(shù)的整體使用規(guī)模仍然有所偏低，在后續(xù)的發(fā)展過程中需要對(duì)這一問題進(jìn)行有效處理[2]。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的使用工作優(yōu)勢(shì)

實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)工作的網(wǎng)絡(luò)化。通過繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，可充分實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)工作的網(wǎng)絡(luò)化模式，在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，也對(duì)于電力系統(tǒng)的管理及自動(dòng)化控制工作起到了非常關(guān)鍵的推動(dòng)性作用和效果。繼電保護(hù)工作的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化控制的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也為電力系統(tǒng)的供電工作優(yōu)化和完善提供重要的幫助。隨著繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，可有效保證繼電保護(hù)裝置，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)性供電監(jiān)控工作，保證供電系統(tǒng)當(dāng)中各環(huán)節(jié)供電部件處于一種高度可控制的狀態(tài)，有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和有更好的調(diào)節(jié)深度，保證電力系統(tǒng)供應(yīng)在運(yùn)行過程中更加穩(wěn)定。

實(shí)現(xiàn)供電工作的智能化管理。在電力系統(tǒng)供電工作中，智能化管理工作對(duì)于繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化發(fā)展所起到的作用非常明顯。一方面，隨著繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化繼電保護(hù)裝置的控制工作能力得到了全面提高，針對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)生的故障可快速做出相應(yīng)的判斷，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)可方便供電系統(tǒng)的日常維護(hù)和檢修工作，基于電力系統(tǒng)智能化管理工作的全面落實(shí)，在進(jìn)行電力系統(tǒng)的維修和維護(hù)過程中，可對(duì)相關(guān)安全隱患問題進(jìn)行自動(dòng)全面的分析排查工作，提高供電系統(tǒng)人員的工作效率，減少故障處理時(shí)間，為整個(gè)電力系統(tǒng)的正常供電工作打下良好的基礎(chǔ)[3]。

推動(dòng)自適應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展。自適應(yīng)技術(shù)在使用過程中，主要指的是電力系統(tǒng)需要基于實(shí)際的供電工作狀態(tài)以及輸電工作效率進(jìn)行實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過降低輸電系統(tǒng)的損耗，合理配有功無功，調(diào)整系統(tǒng)潮流等方式提高輸電效率和穩(wěn)定性，同時(shí)有效降低供電系統(tǒng)輸電過程中產(chǎn)生的電壓及頻率波動(dòng)情況，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)供電工作的穩(wěn)定性。自適應(yīng)技術(shù)作為一種先進(jìn)的科技技術(shù)，可對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的各種非正常問題及時(shí)作出反應(yīng)，工作人員對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行工作過程中存在的安全隱患問題進(jìn)行排查，有效簡(jiǎn)化整個(gè)供電工作流程。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用策略分析

3.1 在低壓配電設(shè)備中的使用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)可用于設(shè)備接地及短路保護(hù)工作。在工作中如果變壓器內(nèi)部繞組或套管等發(fā)生比較嚴(yán)重的短路故障問題，可通過高低壓側(cè)安裝的差動(dòng)保護(hù)所反映出的電流不平衡、快速斷開變壓器各側(cè)斷路器來保護(hù)變壓器。而在變壓器所帶的負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生故障問題時(shí)，可實(shí)現(xiàn)帶有一定延時(shí)的過電流保護(hù)及零序電流保護(hù)自動(dòng)完成跳閘工作，既可通過上下級(jí)保護(hù)級(jí)差配合關(guān)系縮小停電范圍，又可保護(hù)變壓器本體不發(fā)生損壞。

繼電保護(hù)裝置非電量保護(hù)會(huì)使用瓦斯保護(hù)來做為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)。變壓器作為電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要能量轉(zhuǎn)換部件，在實(shí)際工作過程中承擔(dān)著較大的工作風(fēng)險(xiǎn)，由于變壓器工作中使用絕緣油作為冷卻介質(zhì)，當(dāng)變壓器絕緣油內(nèi)部有氣體或發(fā)生由于接頭過熱，瓦斯保護(hù)可及時(shí)的通過預(yù)告信號(hào)通知檢修人員對(duì)變壓器進(jìn)行檢查以分析異常原因。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障問題會(huì)造成大量的油氣沖向油枕情況，這時(shí)瓦斯繼電器會(huì)直接發(fā)生跳閘指令斷開變壓器各側(cè)斷路器，必要時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)充氮滅火裝置，將變壓器油排空充入不可燃燒的氮?dú)?，以防止變壓器發(fā)生火災(zāi)。通過瓦斯保護(hù)裝置的有效應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油箱內(nèi)部故障進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的故障問題避免火災(zāi)事故的產(chǎn)生，而更為先進(jìn)的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置可實(shí)時(shí)反映出變壓器絕緣油絕緣水平，對(duì)于故障預(yù)判及故障分析有良好輔助效果[4]。

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在變壓器接地保護(hù)工作當(dāng)中的應(yīng)用效果也非常明顯。變壓器的接地保護(hù)裝置系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)比較復(fù)雜，其中主要是兩側(cè)接地線位置的設(shè)置，同時(shí)使用零序電流保護(hù)技術(shù)方法對(duì)變壓器實(shí)施接地保護(hù)處理，有效提高變壓器的供電工作安全性和穩(wěn)定性。

3.2 在電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)工作中的使用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在的各種故障：相關(guān)人員需要明確輸配電網(wǎng)在工作過程中的保護(hù)工作要求，盡可能選擇性能及可靠性較高的裝置，一般采用雙套保護(hù)來對(duì)電網(wǎng)輸電線路的展開保護(hù)工作；在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的使用當(dāng)中，須對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的供電經(jīng)過區(qū)域電力條件環(huán)境情況進(jìn)行全面分析，有效提高繼電自動(dòng)化技術(shù)的使用質(zhì)量和效果；需對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行工作過程中的相關(guān)能量轉(zhuǎn)化因素進(jìn)行掌握，須有效考慮到整個(gè)電力系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換的作用與效果，有效保證繼電保護(hù)裝置的工作安全性和穩(wěn)定性。

3.3 在線路接地保護(hù)工作中的應(yīng)用

線路接地故障問題的出現(xiàn)，很可能會(huì)造成線路的零序電流快速提升，從而使繼電保護(hù)發(fā)生越級(jí)動(dòng)作，造成大面積停電事故，此時(shí)需立即斷開問題支路的供電電源。有時(shí)為保證供電的連續(xù)性，繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)進(jìn)行合閘操作，如故障點(diǎn)消失可繼續(xù)恢復(fù)可靠供電；而故障點(diǎn)依然存在，會(huì)加速斷開線路開關(guān)以減輕對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響程度。當(dāng)零序電流始終存在于持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行工作系統(tǒng)中，其中的保護(hù)工作裝置會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警告信號(hào)。需針對(duì)供電線路的工作環(huán)境及天氣條件情況合理設(shè)置接地工作方法，常見的線路接地工作方法包含大電流型接地與小電流型接地兩種形式。

當(dāng)電力系統(tǒng)使用大電流型接地方法時(shí)，由于零序電流分量相對(duì)較大，如果電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的故障問題，接地線需承載的電流量也就越大，很容易對(duì)接地線造成嚴(yán)重的破壞，影響繼電保護(hù)正常工作，只能使用切斷電源的方法阻止電流的流通，以此來減少線路工作負(fù)擔(dān)、減少設(shè)備損壞程度。如果在遇到電力系統(tǒng)使用小電流型接地的方法，供電線路產(chǎn)生短路故障問題，由于供電線路內(nèi)部的電流量相對(duì)較小、對(duì)于供電線路的負(fù)載能力要求較低，繼電保護(hù)工作裝置可保持電源的正常供應(yīng)，同時(shí)為電力系統(tǒng)控制室發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)，保證電力工作人員可及時(shí)對(duì)產(chǎn)生故障問題的供電線路進(jìn)行整修和檢查，有效保證供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3.4 在母線保護(hù)工作中的具體應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在母線保護(hù)工作中主要分為差動(dòng)保護(hù)與相位對(duì)比保護(hù)兩種形式。相位對(duì)比保護(hù)可有效提高母線環(huán)節(jié)的保護(hù)性能，差動(dòng)保護(hù)具有完整性和一致性的工作特性。電流互感器設(shè)備需要統(tǒng)一設(shè)置在系統(tǒng)的供電線單元當(dāng)中，且二次繞組需要和系統(tǒng)母線的側(cè)邊端口之間進(jìn)行銜接，保證母線保護(hù)工作的有效性。差動(dòng)保護(hù)主要是通過電流互感器設(shè)備對(duì)線當(dāng)中的電流變化情況進(jìn)行采樣，并將互感器安裝在差動(dòng)區(qū)域，可對(duì)整個(gè)母線形成保護(hù)作用。這一方法主要用于大電流型接地工作當(dāng)中，可對(duì)母線各支路的故障作出及時(shí)正確的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的良好保護(hù)。

圖1 母線差動(dòng)保護(hù)

3.5 在發(fā)電機(jī)保護(hù)工作當(dāng)中的有效應(yīng)用

發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中重要的機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)電壓出口電壓均在2萬伏以上，為了保證安全其外殼都進(jìn)行安全接地。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組與鐵芯間的絕緣破壞，會(huì)形成定子繞組單相接地故障。發(fā)生定子單相接地后，接地電流經(jīng)故障點(diǎn)、三相對(duì)地電容、三相定子繞組而構(gòu)成通路。當(dāng)接地電流較大能在故障點(diǎn)引起電弧時(shí)，將使定子繞組的絕緣和定子鐵芯燒壞，也容易發(fā)展成危害更大的定子繞組相間或匝間短路，現(xiàn)在大容量發(fā)電機(jī)制作工藝復(fù)雜、價(jià)值高，損壞后檢修困難，這時(shí)就需要一套靈敏的、有100%保護(hù)范圍的定子接地保護(hù)裝置及時(shí)進(jìn)行判斷，當(dāng)發(fā)電機(jī)定子發(fā)生絕緣破壞時(shí)可以及時(shí)將發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列，以保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。

同時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也是容易出現(xiàn)故障的部件，而通過在線式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)、不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)子正負(fù)極對(duì)大軸接地電阻的測(cè)量，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子絕緣出現(xiàn)問題，根據(jù)接地點(diǎn)數(shù)量及阻值來判斷是通知檢修人員檢查還是直接將機(jī)組進(jìn)行解列處理。同時(shí)發(fā)電機(jī)還有設(shè)置其它一些必要的保護(hù)，以通過阻抗測(cè)量、頻率測(cè)量、功角等方式來判斷發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)是否在正常容許范圍，以防止發(fā)電機(jī)或原動(dòng)機(jī)進(jìn)入不正常的工作區(qū)間，來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

綜上所述，通過繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效解決發(fā)供電等一次設(shè)備在工作過程中存在的各種安全隱患問題，將故障點(diǎn)縮小在小范圍內(nèi)，減少設(shè)備損壞程度，保證繼電保護(hù)裝置可發(fā)揮出應(yīng)有的作用和功能，提高電力系統(tǒng)供電工作的可靠性和穩(wěn)定性。