电力系统继电保护自动化提升运行效率

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年28期   作者:薛宁 武继龙
[导读] 电力能源已经成为社会发展以及居民生活中不可缺少的一部分,
        薛宁      武继龙
        国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司
        摘要:电力能源已经成为社会发展以及居民生活中不可缺少的一部分,电力供应质量不仅影响着社会生产效率,同样关系着人们的生活质量。继电保护是维持电力系统持续稳定运行的重要举措,将其与自动化技术有机结合起来,可以有效的提升电力系统的运行效率,提高资源利用率,同时降低电力故障发生的风险。
        关键词:继电保护    自动化    电力系统
        1.电力系统自动化继电保护重要性
        1.1继电保护自动化的含义
        电力系统中的继电保护工作是保障整个电力系统正常稳定运行的重要系统,其自动化技术在整个系统中主要起到了两点保护作用:一是,当电力系统在正常运行的过程中出现运行故障时,继电保护系统中的继电装置就会对这一故障迅速的出现反应,并将故障部位的设备或者是零件从电力系统中切除出去,从而保证电力系统的其他部位不会受到故障的影响,防止故障范围扩大,降低故障的影响力度。进而保证整个电力系统的正常运行。二是,电力系统在正常运行的过程中出现运行故障时,继电保护系统中的机电保护装置就会发出故障警报,提醒相关工作人员能够在第一时间得知故障情况,并及时的对发生故障的设备或者是零件进行紧急处理[1]。另外,如果故障问题较为严重,工作人员还可以申请对整个电力系统停电检修,从而有效的保证整个电力系统的安全运行,防止由于电力系统中的一些小故障或者小问题而降低了输送电的品质。进而有效的解除电力系统中的安全隐患。
        1.2 特征
        继电保护技术具有自身显著特征,满足电力系统自动化运行需要,在实际应用中也具有良好效果,例如发展迅速、质量好、效果佳、应用广。目前我国继电保护技术取得突飞猛进的发展,产品质量不断提高,得到人们认可。在高压电力系统当中,继电保护技术基本实现全面覆盖,产品也得到广泛应用,发挥重要作用。另外,继电保护的技术新、后劲足,功能越来越完善,数字更加准确,更能满足实际工作需要,有着广阔的前景和发展潜力。
        1.3 作用
        在实际运行中,继电保护技术发挥着十分重要的作用。当出现供电故障,线路不能正常运行和工作时,会导致电流增加,电压下降情况发生,整个系统运行中出现不正常现象,与设计值存在不相符合的情况。而继电保护装置能够自动切断线路,实现对供电系统的有效保护,确保供电稳定进行。另外电力系统正常运行时,继电保护技术能监视电路设备,及时反馈相应的数据,为工作人员了解电网运行提供参数,并采取相应的改进和完善对策,使得整个电路更加稳定地运行。
2电力系统中继电保护自动化策略
2.1测量、保护、控制、数据信息的一体化
要想使继电保护自动化技术得到更好的应用与实现,就要结合计算机技术,利用互联网实现电力系统集测量、保护、控制、数据信息为一体化的状态,保证电力系统的各个装置、信息都能够实现统一。一体化设计有助于完善各个保护装置的保护功能,从而发挥电力系统的更多功能。继电保护网络与计算机要及时收录电力系统的各种测量信息,包括保护、控制参数及其他数据信息,这样才能保证电力系统在出现故障时,计算机系统能够根据收录的信息与相关软件的数据分析,从而准确地找到故障所在。计算机技术与网络化技术的应用能够发挥出电力系统的更大作用,在运用过程中要保证电力系统能够及时收录各相关数据信息,并将信息传递给计算机与网络化模式平台,从而实现电力系统的测量、保护、控制、数据信息的一体化,网络化、信息化、智能化的电力系统促进了继电保护的发展。


2.2充分利用先进计算机技术
自从计算机问世以来,很快就在各行各业得到有效的应用,并促进了行业的变革与发展。因此,在实际生产中,继电保护装置要实现智能化,必须重视对先进计算机技术的应用,不断引进计算机软件、硬件技术,不仅要实现电路的基本保护功能,还应该有智能化,提高电力系统继电保护的水平。由此可见,这就要求系统必须要有各种运行状态的参考信息,以便于控制系统进行准确的判断。例如,包括运行故障时的各种参数、安全的数据保存空间、运行正常时的各种参数和相应的计算处理能力。此外,由于当前计算机技术发展非常成熟,并且技术更新换代速度快,已实现运行高速化、储存海量化以及机体小型化的发展模式,因此,批量生产用于工业用的专业计算机技术应用于继电保护,时机已经非常成熟。
2.3加快电力系统继电保护网络化模式建设
随着电力系统规模的不断扩大,电力运行线路和设备的增多,单单一台继电保护装置已经不能满足整个电网运行的安全性需要,对电力系统的控制也不彻底,因而需要加强各个继电保护装置之间的联系,加快继电保护网络化的建设,将整个电力系统中的所有继电保护装置都连接起来形成一个统一整体,这样不仅能够提高整个继电保护系统的自动化水平,而且能够提高继电保护系统的控制能力,加强继电保护对整个电网运行的控制,从而保证电力系统更加安全稳定地运行。另外,要实现自动化继电保护系统也必须实现网络化连接,本地电站中的保护客户机与远端主站的连接,与上级控制中心的连接都需要网络连接来实现。同时,网络化建设还能够实现继电保护系统中信息的共享功能,能够将各个电站或线路运行的数据情况在整个系统中进行分享,这样当一台继电保护装置出现问题后,控制人员能够通过操作其他保护装置来继续实现对故障区域的保护和隔离,从而增强了继电保护的可靠性。


        2.4 实现对各种复杂故障的准确故障定位
        (1)单端电气量行波测距原理(A)型。在被监视线路发生故障时,故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号,使用模拟高通滤波起滤出行波波头脉冲,记录下所示的暂态电流行波波形,根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差△t来实现测距。
        (2)两端电气量行波测距原理(D型)。根据装于线路两端测距装置记录下行波波头到达两侧母线的时间,则可计算出故障距离。两端测距法只使用行波波头分量,不需考虑后续的反射与投射行波,原理简单,测距结果可靠。但两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时间同步装置(GPS时钟),且两侧要进行通讯交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离。利用来自电流互感器的暂态电流行波信号,不需要特殊的信号耦合设备。使用独立于CPU的超高速数据采集单元,记录并缓存暂态行波信号,解决了CPU速度慢,不适应采集处理暂态行波测距信号的困难。装置可储存最新的10次故障的测距结果及4次鼓掌电流波形,设有掉电保护,所有记录数据在装置失电时均不丢失。得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测越准确,调度端数据库中,已储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息,通过共享EMS系统的数据,可获得故障前系统一次设备的运行状态故障发生后,线路两端变电站的客户机可从保护和故障录波器搜集故障报告,上送到服务器。调度端服务器将以上信息综合利用,通过比较简单的故障计算,就可确定故障性质并实现准确的故障定位。
3结语
        电力事业发展迅速,使得社会经济发展和人民生活生产随着电子计算通信技术的快速发展而发生巨大改变。为此作为电力工程人员要认清形势,敢于创新,大胆革新,不断的提升电力企业的质量,确保电力系统安全、稳定运行,为人们正常用电创造良好条件。
        参考文献:
        [1]潘远富.电力系统中电力自动化技术的应用[J].门窗,2014,12:438+441.
        [2]陈曦.电力系统中继电保护的发展趋势[J].低碳世界,2014,23:42-43.
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