(安徽安庆皖江发电有限责任公司 安徽省安庆市 246000)
摘要:文章基于我国电力系统继电保护技术的发展历程以及继电保护技术在电力系统中的重要作用,分析此技术在电力系统中的应用现状以及具体应用情况,对其未来发展前景进行展望,以供参考。
关键词:继电保护技术;电力系统;应用
1引言
电力系统中由于包括发电机、输电线路以及变压器等不同类型的电气设备等表现出结构较为复杂的特点,其中不同组成部分的运行状况都直接影响电力系统的运行稳定性。尤其是在目前越来越多的自动化和智能化设备应用于电力系统来提升其自动化和智能化水平的同时,人们对于电能的需求量也在持续增长,更是对其运行稳定性提出了更高的要求。为了满足上述要求,在目前的电力系统中应用继电保护装置可以实现对系统故障点的及时和准确探测与定位,及时将故障进行隔离和排除,并且向控制中心的工作人员上报保护动作信息以及故障告警信号等,在有效控制故障影响范围以及造成危害的同时,也及时提醒检修维护人员和调度人员采取措施进行故障处理,保证电力系统的安全与稳定运行。
2我国电力系统继电保护技术的发展历程
根据我们40年前改革开放的经验,不仅显示工业和农业的不断发展和市场经济的进步,也使得人们的生产和生活中能源的重要性正在上升,社会用电量也在持续增长。为此,在不断发展电力企业并扩大电网规模的同时,也积极融入信息化技术等高新技术来对电力企业进行改革。尤其是针对具有保护电力系统稳定运行的继电保护装置,要求其满足选择性、速动性以及灵敏性和可靠性等要求。也就是要满足在电力系统运行中出现故障时可以针对故障部位和故障点有选择性地作出动作进行故障隔离,保障其他系统的正常运行。同时还要在故障发生时能以最快的速度及时作出动作反应,尽量减少故障所造成的危害以及缩小影响范围。此外,还要保证其对故障信息判断的准确性,保证其可靠性而不会出现故障发生之后的误动或者系统正常运行下的误动问题。在我国早期发展继电保护装置的时期,主要将晶体管继电保护器应用于电力系统中,并且逐渐形成了以集成运算为主的集成电路保护形式。而在上世纪末期,随着计算机科学技术的发展,出现了微机继电保护装置并广泛应用于电力系统中。在如今通讯技术以及信息技术飞速发展的今天,尤其是在应用网络监控以及可视化等先进技术的同时,也推动电力系统中的继电保护技术向电子化以及网络化方向发展,促进继电保护技术更加成熟,同时操作也更加便捷。
3继电保护技术在电力系统中应用的重要性
正如前文所述,电力系统属于具有复杂结构的系统,其运行中容易受到外界因素以及自身设备等因素影响而出现故障。为此,将继电保护技术应用于电力系统中,可以发挥其测量以及执行和逻辑等功能,在电力系统运行中出现故障时可以准确和及时判断系统中的故障部件并进行隔离,避免故障的扩大化,同时也会根据不同的运行环境以及不同故障的危害程度来选择保护动作的方式。一是针对接地线路来说,可以结合不同的接地电流性质来设置继电保护方案,比如可以针对电流比较小的接地线路则可以采取自动预警的方案。否则针对大电流线路则需要采取可以切断电网系统的保护方案。二是针对发电机组来说,主要有备用保护以及重点保护两种方式。对于前者来说,就是对发电机组中的所有小部件提供周全维护的保护方式。而且在这小小部件出现故障之后可以提出针对性的解决方案,同时也发出预警进行故障隔离来防止发电机组受到更为严重的破坏。对于后者来说,就是重点做好对发电机组的可靠保护工作,在遇到问题时可以切断电源来确保机组的安全。三是针对变压器保护装置来说,主要有接地、短路以及瓦斯保护等类型,主要是在出现电流电阻参数失衡之后会切断电源来避免变压器受到多地损坏,确保供电平衡。
4继电保护技术在电力系统中的应用现状
在目前电力系统中个应用继电保护技术时,首先要保证所应用的继电保护装置与电力系统一致。就是要结合电力系统的实际情况来选择此类装置,满足不同电力系统的不同要求。这不仅要求所选择的装置要满足电力系统功能和供电任务的要求,实现对电力系统运行状况的监测以及出现故障之后的自动隔离。而且还要结合目前先进的通讯和信息技术来实现对电力系统的自动化监测和控制。此外还要在选择此类装置时满足电力系统的基本功能需求,保证其灵敏度以及可靠性等满足电力系统稳定和安全运行的要求,确保此类装置保护作用的发挥。
其次是分析电力系统中应用继电保护技术的应用功能。通过此类装置的应用以及上述功能的发挥,可以减少由于故障所造成的经济损失,比如可以通过二段式和三段式电流保护来起到对输电线路短路和跳闸故障的预防作用,实现电力设备运行中损耗率的降低。同时还卡伊通过上述母联和主变保护等来对输变电设备进行保护,减少故障对这些设备造成的危害。还可以与现代微电脑处理技术进行结合来实现对电力系统的自动监控以及快速保护断开等。
最后就是在目前通讯技术以及信息技术等先进自动化技术的发展和应用下,继电保护技术也与这写技术进行有效融合来提升电力系统继电保护的智能化和网络化水平。比如通过单片机的应用来起到继电保护微机化的功能,提升其保护动作的正确率。
而且在计算机技术的配合下来提升电力系统出现故障时的处理速度和准确性。此外,还结合现代网络控制以及通信技术来实现对电力系统的在线监控、故障调节和报警等网络化控制管理,不断提升其智能化水平。
5继电保护技术在电力系统中的应用分析
5.1在线路保护中的应用
在目前人们用电需求不断增加的同时也使得电力线路的输送容量和电压等级在随之提高,且由于人们对于电能的依赖程度在不断提高,需要对电力线路故障进行及时检测和排除来保障其稳定和安全运行。针对线路中容易出现的短路故障,可以通过智能化的线路保护装置来自动检测故障,结合此装置中预先设定好的逻辑判据和定值来进行故障消除。在上述过程中也将故障类型以及告警信息等向后台监控系统以及远方的调度系统进行上传,用以通知工作人员对故障进行进一步的分析和彻底处理。
5.2在变压器保护中的应用
在电力系统中,变压器主要起到电压升降以及向用电地区进行电能分配输送等作用,满足不同电力用户的电力需求。针对其运行中容易出现的故障在采取继电保护时主要有电量保护以及本体非电量保护两种类型。前者就是在保护装置内部结合变压器运行要求进行逻辑编程,而且结合系统定指标进行保护动作定值的设置,保证在变压器运行中出现短路、接地等电量故障时可以按照预先设定的保护逻辑和定值对故障类型进行判断并作出灵敏保护动作来消除故障。而针对后者则需要将其转换为电量或二进制数字量之后通过独立的非电量保护装置进行逻辑判断和作出保护动作,并向后台监控系统上传跳闸以及告警信息等。
5.3在母线保护中的应用
针对具有汇集、分配和传送电能作用的母线来说,容易在出现故障时造成所有间隔的跳闸现象,对此通常需要通过差动保护来实现母线保护,而差动保护也根据不同的动作原理分为低阻抗母差、中阻抗母差以及高阻抗母差保护等类型。在上述保护装置投运之前需要做好对保护功能预配置和动作值的设定,确保在出现母线故障时可以结合母差保护中的逻辑正确动作对故障点进行隔离。
5.4在发电机保护中的应用
对于发电机继电保护中的保护装置需要具有性能完善的特点,尤其是针对其中常见的定子绕组相间短路、定子绕组匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等故障,需要通过配置了完整发电机保护功能模块的保护装置,确保在发电机故障时可以对故障类型进行自动判断并做出正确的动作,将故障发电机进行隔离,而且将故障信息上发电机监控系统上传。
5.5在监控系统中的应用
在变电站站控层进行监控系统的建立可以对不同级层进行控制,也就是通过分层分布式管理模式进行变电站后台监控系统的运行,而处于间隔层的智能化继电保护装置,可以不通过通信网络或其他设备来发挥其保护功能,具有较高的可靠性。
6继电保护技术的发展前景
正如前文所述,在目前计算机网络技术等先进技术的发展形势下,其与继电保护技术相互结合不仅使得继电保护功能更加丰富和完善,推动继电保护技术更加成熟,实现对电力系统中诸多隐形故障的及时预警和排除。而且还不断提升电子数据主动化技术水平,也就是推动继电保护技术向未来的全自动化方向发展。此外,通过在继电保护系统中将保护、实时监控以及数据分析、信息传输、预警和维修等功能的一体化集成,推动一体化技术的发展和应用,易于使用的电源系统维护与调试操作的数据保护技术,以满足不同电源系统的需求。
7结语
在复杂且庞大的电力系统中,需要通过继电保护装置的应用来保障电力系统的安全和稳定运行。重点就是在目前的电力系统中应用继电保护自动化技术来进行线路保护、变压器保护、母线保护、发电机保护以及应用于监控系统中,在确保继电保护装置运行可靠的同时,及时和准确判断电力系统运行中的各类故障,起到保护电力系统的作用。同时还可以实时监控电力系统的运行状况,起到降低系统运行故障概率以及运维成本的重要作用,保障电力系统的安全和稳定运行。
参考文献
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