电力系统继电保护中的自动化策略分析

电力系统继电保护中的自动化策略分析

(三河发电有限责任公司河北廊坊三河燕郊开发区065201)

摘要:电力系统继电保护自动化技术在电力系统运行保护方面有着具足轻重的作用,通过对电力系统继电保护装置应用现状的分析,提出加强电力系统继电保护自动化水平的策略,为电力企业发展提供参考。

关键词:电力系统;继电保护;自动化;现状;策略

1引言

随着经济和社会的不断发展与进步,国内生产生活活动对于电力资源的需求也呈现日渐增加的趋势,特别是一些贫困和偏远地区,为了促进经济的发展,对于电力资源的供应更加依赖。为了保持电力资源的安全和持续供应,需要对电力系统进行不断的完善,据此继电保护成为了保证电力系统稳定运行的主要手段。继电保护,是研究电力系统故障和影响安全运行的异常工况,以探讨其对应措施的反事故自动化措施,是电力系统必备的组成部分。由于在它发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之避免损害,所以被叫做继电保护。随着电力技术的越来越先进和复杂,继电保护自动化技术水平也越来越高,在电力系统的运行保护方面发挥了巨大的作用。

2继电保护自动化技术在电力系统中的重要性分析

继电保护是电力系统中非常重要的组成部分,随着电力技术和自动化技术的不断发展,将电力技术与自动化技术有效融合,形成电力系统继电保护自动化技术,这对于提高电力系统运行的安全性和稳定性具有十分重要的意义。继电保护自动化技术主要是借助电子技术和自动化技术,实现对电力系统前端保护和后期报警提示的自动化保护,简单点说,就是通过移动的程序设定,借助智能化的保护装置,在电力系统出现异常或故障时及时发现,并自动做出警报或直接采取措施处理这种异常或故障,比如说对出现故障的元件直接切除,通过这些措施来保证电力系统的稳定运行。

继电保护自动化技术还能实现对电力系统运行的动态监控,并能实时反映给设备终端控制中心。这样一来,电力企业可以事先设定好一定的维护条件,通过继电保护自动化技术的使用,在发现异常时进行示警或直接解决这个异常,极大的节省了人力和物力资源,而且也保证了电力系统异常和故障的处理及时性,避免带来更大的损失。

另外,继电保护自动化技术还可以实现根据故障的危害等级以及对元件造成的损坏情况,决定是立刻处理还是稍微延后处理,这样可以防止因为暂态行动而对电力系统造成二次伤害,影响电力系统的正常运行。比如说某个单位电力系统故障,此时继电保护自动化技术的应用可以就让这个故障限定在这个单位周围或就这个单位关联的电力系统,进而采取措施,这样可以避免对稍远一些范围的单位的影响。

继电保护自动化技术的应用可以实现对电力系统的全方位保护,除了能够保证电力系统的安全稳定运行,还能提升用户的用电质量和安全性。

3电力系统继电保护装置应用现状分析

3.1继电保护装置应用特点

我国电力企业应用的继电保护装置已取得一定成效,可利用对电力技术的改进,实现系统的良性循环。继电保护装置已经从传统的熔断器模型转变成现在的现代化保护系统,即应用智能化水平较高的数字信号处理器,帮助继电保护装置实现自动化控制,能够自主运行并按照预先设好的程序进行保护工作。继电保护装置也可以与电脑连接运行,由电脑远程终端控制继电保护装置的运行,对于电力系统的保护结果直接反映到电脑终端上,出现异常时进行警报,终端工作人员就可以据此分析异常原因并联系电力系统运行现场的工作人员进行维修处理。现在的继电保护装置还拥有较强的自我保护能力,对于外界因素的干扰和破坏有一定的抵御能力,而且因为拥有的节点十分丰富,因此保护功能比较强大。另外,继电保护装置还可以直接对电流和电压输出,性价比较高。

3.2继电保护装置应用要求

基于继电保护装置在电力系统运行保护中的重要作用,继电保护装置的运行需要经过电力系统设备运行的各种考验,因此有一定的应用要求:一是选择性,电力系统在维护电力资源安全稳定供应等方面的重要性地位,决定着系统本身就具有一定的自我保护能力,在系统运行出现故障时可对故障元件进行处理,但这只是针对比较简单的故障,比如说跳闸。而电力系统本身无法处理的故障就需要继电保护装置进行处理,但这个处理只是根据故障等级,把发生故障的部位切除掉,这样对电力系统产生影响的范围相对较小,其他大部分部件都可正常运行。二是速动性,是指继电保护装置在电力系统发生故障时,要立刻反应过来处理故障,这个反应时间越短越好,这样可以最大程度降低电力系统的损坏程度和受影响范围,避免长时间使电力系统停止运行,同时还能降低设备的运行负担,提高电力系统的安全性和稳定性。三是灵敏性,是指继电保护装置在电力系统发生故障时要具有良好的反应能力,能第一时间反应过来进行故障处理,这一点和速动性相似,处理故障的时间也是越短越好,避免对电力系统产生大范围的影响。四是可靠性,在电力系统运行时安装继电保护装置时需要对其保护范围进行确定,这样如果规定范围内发生故障时,继电保护装置才进行可靠处理,但不在这个范围内的情况不需要处理。这样一来可以提高继电保护装置对范围内电力系统故障的处理速度,而不至于产生混乱,扩大影响范围。

3.3继电保护装置应用存在的问题和解决措施

一是运行原理方面。我国目前使用的继电保护装置,在运行原理方面存在些许不足,比如原理设计不科学、接线不合理、质量缺乏保障、接线及整定错误、存在误碰、调试质量差等,严重影响了继电保护作用的发挥。所以在使用继电保护装置时,电力企业需要加强应用监督,严格把关继电保护装置的选择,对其运行原理进行深入分析和总结,同时对电力系统的运行设备和继电保护装置进行全面的检查,查看设备是否存在原理性缺陷问题,如果有需要及时向电力部门进行通告,并及时将这个缺陷消除,从而保证继电保护装置能够正常发挥继电保护作用,保证电力系统的安全稳定运行。

二是系统温度方面。因为继电保护装置需要24小时不间断地运行,而有时继电保护装置也可能出现故障。这就意味着在运行时继电保护装置的温度较高,特别是在长时间运行情况下,继电保护装置出现故障,还有电力系统出现故障需要继电保护装置处理时,继电保护装置都可能出现温度突然升高的情况。而这个温度一旦超过限定值,继电保护装置会出现老化的情况,如果装置的温度一直维持在一个比较高的数值上,那么继电保护装置的老化速度会加快,严重时可能导致装置烧毁,从而影响继电保护作用的发挥,继而影响电力系统的运行。一般来说,一个继电保护装置可以正常运行10年,但运行环境、装置的制作工艺和自身性能,都会对这个运行时间产生影响,影响装置的使用寿命,导致继电保护装置出现老化或元件烧毁的情况,甚至可能造成电力系统停止运行。因此,企业需要加大对于继电保护装置质量的重视,实时监控继电保护装置的运行环境,尽量保证提供的运行环境与设备运行要求一致,比如在继电保护装置周围采取防潮和散热等措施,避免装置接收阳光直射,尽量减缓老化的速度。另外,工作人员需要加强继电保护装置的巡查和监测工作,做到日常巡查和动态监测,还要定期对继电保护装置进行检查和养护,在这期间一旦发现装置可能存在的问题或故障,要及时与有关部门反映,及时寻找问题或故障的引发原因,并提出有效的解决方案。另外,再出现损坏的继电保护装置的处理工作中,需要将装置上出现故障的零部件全部找出,进行受损元件的更换,从而控制维修成本。

三是直流回路方面。主要是说继电保护装置的电路存在问题,包括信号回路故障、操作回路故障、接地故障以及直流回路故障。在这四类故障中,前三者的故障原因比较好分析,解决方法也比较简单,主要是对于线路安排、接触部位连接、线路质量以及信号传输等方面进行处理。而对直流回路故障来说,寻找引发故障的原因比较困难,而对于故障的处理方法也比较复杂。如果直流系统发生接地故障,融是导致电力系统出现短路、继电保护装置误动或拒动等问题,所以对于这类故障原因的分析,推荐选择拉路法,进行缺陷的查找,该方法应用时需求的停电时间极短,能够快速找到故障原因。但该方法的应用需要遵循以下原则,即需要按照“由信号回路-保护控制回路,由低电压等级-高电压等级,由室内-室外”的顺序进行。

4电力系统继电保护自动化策略分析

4.1将测量、数据通信、控制及保护一体化

电力系统继电保护自动化是借助计算机技术、自动化技术等实现的对于电力系统继电保护作用的自动化控制,也就是由特殊的智能设备,按照一定的程序和软件,对电力系统实行一定范围内的继电保护控制。电力系统继电保护自动化可自主决定故障的维护、发现、分析和处理以及上报等工序。而自动化技术水平的提高,意味着我们需要将电力系统继电保护工作中的测量、数据通信、控制和保护等工作实施一体化管理,即电力系统继电保护自动化一体化策略。要想实现这个策略,需要将继电保护装置由电脑终端控制,在电力系统继电保护自动化系统运行的过程中,由电脑终端通过特殊的软件以及分布在电力系统各个设备中的监测元件实现对电力系统运行的动态监控,应借助数据通信技术将获取的数据信息传输给电脑终端,由电脑终端对这些数据信息进行分析,分析哪个元件需要进行保护,而哪些元件继续保持运行。根据分析结果,电脑终端将信息反馈给各个元件,按照之前设定的技术保护要求做好微机保护装置的控制,保持其安全稳定的运行,实现对电力系统的保护。现在应用的电力系统继电保护自动化策略中主要是应用高科技技术控制系统作为核心,连接电力系统以及相应的继电保护装置,再加上各种软件的配合,实现电力系统继电保护自动化的一体化、智能化、网络化和数字化的管理模式,在提高电力系统继电保护装置工作效率的同时保证电力系统的安全稳定运行。

4.2加强计算机技术的有效应用

电力系统继电保护自动化的核心是对于计算机技术的应用。而计算机相关技术水平的提升,能够有效提升电力系统继电保护自动化的智能化水平,同时也提升电力系统继电保护自动化的工作效果和能力。因此未来对于电力系统继电保护自动化的策略,应重点关注计算机技术的应用和提升,通过不断将先进的计算机技术与电力系统继电保护自动化装置的有效结合,提升电力系统继电保护装置的针对性、灵敏性和准确性,提升对电力系统故障处理的有效性和及时性,提高线路分析的准确性,保证电力系统继电保护装置能够按照协议和标准完成电力系统继电保护故障的处理。计算机技术的应用还可以实现对于电力系统继电保护自动化中的数据信息的保存和分析,当电力系统出现故障时可以及时将数据信息搜索到并导出,通过对数据信息的分析处理故障,尽快恢复电力系统的稳定运行。另外,计算机技术的应用还可以实现对电力系统继电保护自动化的状态监测,依靠计算机技术的高速处理数据能力,对系统运行的各项参数进行分析,实现动态监测,比如PLC。加强计算机技术的有效应用,可显著提升电力系统继电保护自动化的智能化水平,继而提升对于电力系统运行安全性和稳定性的保障。

4.3做好客户机自动化的策略分析

电力系统继电保护系统的对象分为主机和客户机,其中客户机绝大多数设置在变电站中,用来管理和保护变电站录播器的端口,对录播器接收的信息进行初步分析和归类,,并将其传输到上一级控制主机中,主机通过对这些信息的分析,将针对性的解决数据传输到客户机中实现对客户机的控制。在电力系统继电保护自动化背景下,客户机除了完成数据的接收和设备检测工作以外,还能完成对变电站工作人员的工作监控,以保证电力系统的稳定运行。因此需要构建电力系统继电保护自动化网络,最好将地域之间的电力系统统一起来,建立全国统一的网络,使客户机能够与这个网络的电脑终端进行连接,通过上传端口控制各个地区的变电站的电力系统运行,及时发现运行过程中存在的问题以及出现的异常,通过输送到主机由主机分析解决措施,从而实现对电力系统的安全保护。

4.4国外继电保护自动化应用

国外对于继电保护自动化应用的研究最早出现在上个世纪60年代末期,澳大利亚和美国首次提出当时被称作计算机继电保护(CR)的继电保护研究,在那之后各国相继进行CR投入试运或做人工短路试验,使其可靠性逐渐增加。发展到现在,随着计算机更新换代的频繁性,CR的应用逐渐广泛,出现很多新技术。比如一体就地化技术,就是实施继电保护就地化和一体化控制,此技术中安装的继电保护装置应靠近被保护设备,减少与互感器和智能终端的连接线缆长度;采用汇控柜和智能控制柜控制,有一定的防护性能和环境调节性能,可减少外界环境的影响;对于220KV及以下电压等级适合采用保护测控一体化设备;使用电缆跳闸等。还有就是光线传输技术,现在获得了普遍应用,就我国来说大部分地区都铺设了光纤,具有灵敏度高、耐高温高压腐蚀、绝缘性强、形状可调整、传输距离远、保密性高等优点。

5结语

电力系统继电保护自动化是电力系统保护控制发展的必然趋势,特别是在电子技术和计算机技术的高速发展背景下,提高电力系统继电保护自动化的智能化水平是未来继电保护发展的方向。因此企业需要加强电力系统继电保护自动化策略的研究,加强电子、计算机和自动化技术的应用,提高电力系统继电保护自动化的智能化水平,从而确保电力系统的安全高效运行。

参考文献:

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[2]赵芳谊.电力系统继电保护技术的现状与发展的未来趋势[J].白城师范学院学报,2016,30(8):74-76+82.

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[4]王盛阳.电力系统中继电保护的自动化策略[J].科技视界,2018,(05):168-169.

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