电气系统中的自动化继电保护技术

发表时间:2021/7/23   来源:《科学与技术》2021年第29卷第8期   作者:陈文强
[导读] 在电力系统应用中,继电器保护技术直接决定了整个系统运行的稳定与否。
        陈文强
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        摘要:在电力系统应用中,继电器保护技术直接决定了整个系统运行的稳定与否。继电器保护系统以及应用情况具有至关重要的作用。基于此,本文针对电气系统中的自动化继电保护技术进行探讨分析,以供参考。
        关键词:电力系统;电气设备;继电保护;自动化
        引言
        继电器工作过程中通常表现为反应迟缓、隐患问题不易发现和潜伏问题多等,当事故发生时,难以在很短的时间内发现问题并采取措施。一旦这些潜在问题积累到一定程度,容易爆发火灾,更严重时,可能会危及人们的生命。如何识别出电力系统中相关控制设备发出异常指令以及保护设备的元件及二次回路等部件自身产生异常故障是及时发现继电保护问题的重要信号。
        1电气系统继电保护装置的系统作用
        1.1保证电力系统的有效运行
        继电保护装置能够及时发现电力系统中如变压器、输配电线以及高压开关等关键设备设施的运行问题,降低了系统安全受到的影响,避免了设备故障和工作事故等破坏性的损害。继电保护装置通过关闭故障设备、隔离故障元件以及切断系统线路等保护措施保护发电机、变压器与配电箱等关键设备设施,从而保证电力系统整体功能不受影响地正常运行。我国应用大规模电力系统的企业如发电厂、变电所以及开闭所等通过设置继电保护装置,可以进一步维护用电安全与用电效率,推动组织与企业电力系统的有效运行,推进国家电力事业的信息化与自动化进程[1]。
        1.2降低电气系统故障的发生风险
        继电保护装置综合自动化工作状态的实现依托在计算机技术和信息技术,具有对电力系统正常工作运营进行设备监测、数据采集、现场操控以及系统保护等功能,在工作中所处的状态的是观察与发现电力系统健康程度的晴雨表。除正常运行和检修状态以外,错误动作、拒动作以及故障状态都能反应当前电力系统中出现了某种问题。继电保护装置为了保护电力系统的安全而执行了保护功能,提醒管理人员或设备维护人员系统特定设备已经发生了故障风险,需要立即检修,排除故障。当前较为前沿的智能化的继电保护装置设备还具备自我诊断、自动控制以及自动操作等先进功能,进而降低设备维护人员的工作量,能够进一步降低电力系统运行风险,为维修人员指明故障设备与故障现场,减少设备维护人员面临的工作危险。
        2电气自动控制系统概述
        2.1集中控制模式
        集中控制模式以电缆为媒介,系统中预设置电气模拟量,采用设置空接点的方式通过硬接点传输标准直流信号,在输入/输出模件柜链接开关量信号灯以监控电气设备的运行状态。集中模式的工作原理是变强电信号为弱电信号,具有集中采集电气量、管理组屏便捷、技术成熟以及响应速度快等优势,但也存在电缆安装工程量较大、投入成本高、系统干扰影响大以及系统输入信息不完整等劣势。几种模式的系统风险主要体现在信息的集中处理上,复杂而烦琐的运行管理工作对系统的处理能力要求很高,目前尚缺乏较为完善的控制系统,集中模式下的继电器保护综合自动化的稳定性尚显不足,难以作为优选方案[2]。
        2.2分层分布模式
        分层分布模式下的电气系统继电保护装置控制系统划分为站级监控层、通信层以及间隔层3个层次。站级监控层通过通信网络对间隔层进行信息交换与管理,通信层主要以电缆为通信媒介,间隔层设有终端测控保护单元,每个间隔层将一次设备划分为一个单位,形成电气一次回路或电气间隔,并配有开关柜或可靠性强的测控单元与保护单元。系统数据汇集、传输协议转换以及控制命令等功能通过现场总线技术实现。分层分布模式的优势体现在系统运行稳定和对运行管理工作分层处理,因此该模式下的继电器装置自动化运行较为稳定,是当前电气系统继电器装置自动化应用的主要技术手段[3]。
        2.3现场总线模式
        现场总线控制模式的基础是分散控制模式,其创新点主要在于“现场”概念超越了工作环境,囊括了所有现场设备。

现场设备实现了数字化、智能化以及网络化,使得工作环境转变为信息化处理现场。现场总线控制模式也采用固定类型的总线标准,标准的通信协议是其核心,构建开放式的通信网络,总线协议下的技术与设备高度互联,有别于分层控制模式的局域网模式,可见采用标准通信协议的分散控制结构比分层网络结构性能更加稳定,信息准确度高,便于安装与维护管理。
        3提升电气系统继电保护自动化的具体措施
        3.1设备安装在提升电气系统继电保护综合自动化中的具体措施
        3.1.1安装措施
        继电保护装置系统的保护效果最大程度反映了电气系统的安保效果,属于重要设备设施,企业或机构在选择安装模式中应首选DCS模式安装,企业实力雄厚可以考虑FCS模式,应用智能化设备以提升继电保护系统的自动化水平与性能。安装要点在于系统设备每个开关处都要落实安装继电保护器,普及计算机控制方式保证对每个继电保护设备元件的控制与管理,通过信号传输与反馈确定故障位置。小型电气系统中可以考虑采用集控模式或在分控模式中应用集控模式,以减少电力与人力资源浪费,此外要根据企业用电规模与资源配置选择继电保护装置安装模式,或者根据实际生产现场条件进行安排,充分体现智能化设备的应用价值。
        3.1.2调试措施
        继电保护装置的系统调试一般采用差动保护极性校验法,设备维护检修人员可通过控制中心计算机对调试数据进行监控和分析。可采用对比法对继电保护装置中主变电流的差流相数据进行横向对比或纵向对比,判断主变压器的差动极性是否合理,也可以通过给主变压器增加一定负荷,通过主变压器的差动极性变化判断继电保护装置是否稳定工作、正常运行。
        3.2设备管理在提升电气系统继电保护综合自动化中的具体措施
        3.2.1报警装置的构建管理
        报警装置是继电保护装置实现其维护安全功能的核心装置,对于继电保护装置稳定运营及负载起到安全评估的作用。日常管理中,一定要排除因外部撞击和设备震动产生的误报情况。维护人员和管理人员还要定期检查报警装置内部构件,保持报警装置触动点动作的灵敏度,积极清理内部积灰,检查螺丝的稳固性等。当报警装置发出信号时,应立即检测继电保护装置内的所有设备零部件是否出现焊接部位脱落和绝缘材料的老化等问题[4]。
        3.2.2系统检测核查
        继电保护装置的日常维护管理应提高检查力度,包括信息化系统的检测与设备检测两方面,操作人员要对比系统评价与设备实际调试运行之间有无出入,现场总线系统是否真实反应了设备的运行状况与稳定状况,以作为优化系统的形式与依据。在检查设备时,要先明确调试技术与调试方法,并对系统设备进行全方位检测与调试,真实纪录每一次调试记录,对调试运行过程排查出的故障和缺陷做好记录并留存电子文档,及时上传到系统数据库中,实现维修操作人员和现场管理人员之间的信息共享,分享设备维护经验与技术,进一步降低与预防事故概率。
        结束语
        继电保护自动化是电气系统内的重点研究方向之一,主要体现在继电保护装置的自动化方面,对电气系统的安全运行提供了有力保障,增强系统功能的网络化和智能化程度,对电气系统继电保护自动化发展有着积极意义。通过对继电保护系统的研究和实践,有助于降低电气设备的维护成本,保证系统功能实现与安全运行。
        参考文献
        [1]毛明慧.电气自动化系统中继电保护技术分析[J].信息记录材料,2020,21(04):203-204.
        [2]张冉.解析电力系统中的继电保护自动化技术[J].科技资讯,2019,17(33):40+42.
        [3]赵福娟.继电保护自动化技术在电力系统中的应用研究[J].通信电源技术,2019,36(10):122-123.
        [4]姚伟平.继电保护自动化技术在电力系统中的应用[J].通讯世界,2019,26(09):317-318.
       
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