电 力系统中的继电保护技术及其配置应用探究

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:沈红雨
[导读] 在电力系统运行中,继电保护系统发挥了非常重要的作用。
        摘要:在电力系统运行中,继电保护系统发挥了非常重要的作用。继电保护系统运行原理十分复杂,而且继电保护技术类型较多,相关人员需要深入研究继电保护技术,推动技术的发展与创新,从而以完善的继电保护系统,推动电力系统的安全平稳运行。
        关键词:电力系统;继电保护;技术应用;发展趋势
        引言
        在人们的正常生活过程中,电力资源尤为重要。由于近几年我国电力事业得到了迅速发展,可是还依然存在着很多问题,其中最为明显的就是继电器引发的问题。继电器作为电力系统中的重要组成部分,所以继电器发挥着重要的作用,他能够确保电力系统的安全性和稳定性。为此,电力企业要高度注重对继电器的维修工作和保护工作。
        1合理运用继电保护的重要性
        在现阶段用电设备正常运行过程中依然出现各种问题,这些问题都会严重影响电力系统的正常运行。据调查表明,最常见的电力系统故障主要就是线路出现短路现象,同时还会对有问题的元件造成严重的损害,如果故障严重,还会造成一些安全事故的发生,对人们的生命安全以及财富造成伤害。所以一般会借助继电器的作用,最大化降低电力系统的损失,其中还可以分为三个部分,其中包括:执行、逻辑以及测量。如果在运行过程中电气设备出现短路时,机电系可以帮助受损的元件迅速从电力系统中撤出,最大化避免受到更大的损害。在此期间还要确保电力系统中其他元件能够稳定正常运行。为此,工作人员还要合理应用继电保护技术,充分发挥保护作用,并结合继电器所处的实际情况以及电力系统元件受损的程度大小等多种因素,采用合理正确的方法进行保护,从而促进我国电力系统能够稳定正常运行。
        2电力系统中的继电保护技术及其配置应用
        2.1瓦斯保护
        瓦斯保护是一种根据气体的成分和浓度来区别电气故障现象,从而进行动作,保护电力设备的继电保护方式。这种保护手段主要用于油浸式变压器的保护,由于变压器油的特殊物理化学性质,它在受热后会分解出气体并上升,从而触发瓦斯保护装置动作。在实践电路设计中,根据总体需求的不同,可以设计轻瓦斯保护或重瓦斯保护,两种保护形式都可以对变压器进行动态监测并传出状态参数。但前者主要侧重于监测,仅将油箱内的气体状态传输出去,辅助技术人员进行故障分析和日常维护;后者则可以在严重故障发生时,在无人干预的情况下实现自动跳闸,最大程度地保护电压器,并有效控制故障的影响范围。
        2.2差动保护
        在电力系统中,差动保护是一种非常常见且重要的继电保护方案,它通常作为主设备的主保护,具有重大的保护作用。差动保护具有很高的灵敏度,选择性也较好,但电路结构相对比较简单。因此,在继电保护设计中,对于发电机、电动机、母线、电抗器等关键的主设备节点,必须进行差动保护设计,对于重要的变压器节点,也可以设置差动保护。差动保护的原理是通过电流大小和相位关系来判断电路工作状态,一旦电路出现故障,差动继电器内将产生冲击电流,当该电流达到预设的阈值时,电路将自动切断电源防止故障向非故障区蔓延。差动保护的动作比较独立,且对故障位置有明确的判断,其反应速度也足以在产生严重损害之前将故障切断。
        2.3过流保护
        过流保护主要依据电路中流过检测元器件的电流量来判断电力系统的运行状态,在正常运行条件下,流过电路的电流总是在一个相对稳定的范围内波动,如果出现故障,电流将迅速发生改变。例如短路故障,它将造成电流的突然上涨,而过流保护装置检测到大电流后迅速动作,从而防止设备烧坏。在变压器中,过流保护通常与瓦斯保护配合使用,对变压器进行内外部的全方位保护。


        3电力继电保护技术的发展趋势
        3.1一体化和多功能将成为未来的主要发展趋势
        在日后的发展中,继电保护装置可借助互联网获取电力系统运行中的所有故障信息,故障终端与网络控制中心均能够获取完整且准确的被控元件基本信息和数据。继电保护装置一方面具备较强的继电保护功能,另一方面也可实现数据通信、测量、控制和保护等功能。如系统运行中无异常情况,其可十分迅速准确地完成数据通信和测量控制。继电保护装置作为电力系统中计算机网络的终端系统,充分融合了继电保护装置及与之相关的多种科学技术,其功能全面且稳定性较强。该系统可应用于变电站检测控制系统,完成数据采集、故障记录、分析和调度、保护和测量等多种功能。该系统高度融合了计算机网络技术、继电保护技术和现场总线技术,人员可更快现场实际情况选择不同的配置方式。系统采用分层分布结构,其主要由四层结构组成,分别为子站系统、现场设备层、主站系统以及数据通信系统。信息管理系统地理跨度站在运行的过程中采用多结点网络连接方式,系统软件主要有两种形式,一种是Windows,一种是Linux,系统编程中主要采用C++语言,以数据库为基础,采取科学的设计方式设计而成。该系统运行中安全性较强,且其具有开放性,系统中设有不同的模块,工作性能较为理想,操作十分方便且稳定性优势明显。再者,系统运行中可实现图元组态功能以及动态单元组态功能,可与智能设备直接连接,无需繁琐的步骤便可操作系统。
        3.2网络化继电保护将成为继电保护的重要形式
        现阶段,继电保护技术网络化已经成为不可逆转的发展趋势。在未来,继电保护技术将能够进行自定义传输,而且也可采集多种不同形式的信息数据。另外,系统智能化水平的提高,也使用户以更加方便快捷的方式操作系统,促使系统应用于更多领域。为了加快继电保护装置网络化发展,系统可应用现场总线技术实现其功能。继电保护装置在互联网、PLC和光纤的支持下,可为信息远距离传输和浏览创造条件。利用互联网技术能够及时掌握电力系统运行过程中存在的故障信息,进而第一时间明确系统运行故障,然后采取有效的处理措施,保障系统平稳运行。此外,网络技术支持下,系统可实现远距离更新升级,用户的沟通和交流也无需受时间和空间的限制。某地500kV升压变电站运行的过程中,主要采用智能继电保护设计实现远距离操作平台设备监测和操控,及时准确地了解设备运行概况,并辅助技术人员合理准确地判断接地故障和短路故障,然后采取针对性措施控制和处理。网络化的继电保护技术可在现场外控制继电保护系统,同时继电保护更加方便和快捷,系统运行的稳定性明显增强,提高了继电保护效率。
        3.3继电保护的智能化水平将进一步提高
        微处理器和人工智能技术飞速发展,继电保护技术智能化也将成为电力系统继电保护工作中的重要发展趋势。继电保护技术联合微控制器、微处理器和嵌入式软件等技术,为仪器仪表数字化建设奠定了坚实的基础。现阶段,人工精神网络和遗传算法等技术广泛应用在继电保护当中,这充分证明了智能化是我国继电保护技术的主要发展趋势。再者,数字式综合保护自动装置充分满足了未来继电保护工作的发展要求,其也是配变电自动化系统建设中最为可靠的设备。在电力系统继电保护技术不断完善的今天,继电保护数字化成为主流的发展趋势,该系统能够与其他保护装置和控制装置共享数据信息。同时微机保护依靠计算机技术数据运算以及信息储存等优势,推动了继电保护的快速发展,且更加灵活地应用多种软硬件平台,彻底完善我国电力系统继电保护技术。
        结束语
        在各种高科技不断得到应用的背景下,继电保护作为电网智能化的重要组成部分,也已得到迅速的发展。不难预测,在不久的将来,继电保护环节也将实现更高层次的智能化动作,其对电力系统的保护能力将得到大大的提升。
        参考文献
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        [2]熊文斌.电力系统及其自动化和继电保护的关系探究[J].时代农机,2017(3):27-28.
        [3]陈真,荣子涵.电力系统继电保护不稳定问题原因及对策[J].电子技术与软件工程,2014(24):151.
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