电力系统继电保护设备及其自动化可靠性分析

张天雷

（国投宣城发电有限责任公司 安徽宣城 242000）

电力系统继电保护设备及其自动化可靠性分析

张天雷

（国投宣城发电有限责任公司 安徽宣城 242000）

本文分析了继电保护装置的工作原理和基本性能，对继电保护装置的应用进行了简单介绍，并提出了电力系统自动化技术存在的弊端和提升电力系统自动化技术的有效方法，希望可以推动我国电力系统的健康、快速发展。

电力系统；继电保护设备；自动化

引言

在电力系统中，继电保护装置是重要的安全卫士，当电压或电流出现异常时，继电保护装置就会迅速进行断电隔离，并使之无法影响别的设备，能够有效控制故障范围，并且向工作人员发出安全警告，它不仅可以保护发变机组，就连对直流、辅助甚至厂用电系统都能够起到一定的保护作用[1]，因此对继电保护装置进行研究并分析其具体的保护过程，能更好地利用继电保护装置，保证发电厂的正常工作运行。电力系统的日常运转离不开自动化技术，并且现代电力系统自动化技术不仅可以对自身进行维护，还能够自主地控制并保护电力系统，大大减少了工作量和危险系数[2]。

1 继电保护装置的工作原理

继电保护装置的工作原理：在发电厂中经常会出现电气设备、线路以及辅助系统故障，这些故障必然会导致系统电压和电流发生变化，一旦超出系统所能承受的范围，就会对电力系统造成安全威胁，此时智能控制系统会给出相应的报警信号，技术人员根据实际情况向断路器发出断开指令[3]，进行断电隔离，将故障隔离开来，保障其他设备的正常运行，尽可能的减少故障所涉及的范围。概括而言就是对系统中的参数，例如故障电压或者故障电流，对其进行实时监控，根据其变化情况做出判断，从而给出动作指令。除此之外，继电保护装置也可以根据实际情况，引入其他参数作为动作依据，例如瓦斯的变化或者油流速度的变化可以作为变压器油箱故障的参考信号，无论是哪种参考信号，都包括测量装置、逻辑装置和执行装置，其基本原理和结构都是类似的，具体继电保护装置见图1所示。

图1 继电保护装置

2 继电保护装置基本性能

2.1 可靠性

继电保护装置是在故障状态下工作的保护性设备，其可靠性直接关系到使用效果，即在保障故障动作准确性的前提下，不会产生误动作。可靠性是对继电保护装置最基本的要求，影响继电保护装置正常运行的因素较多，需要从多方面考虑，不仅技术性能要满足使用要求，还要保证配置合理、装置的质量要过关等，在电厂的电力系统中，参与生产运行的设备通常都有两个独立的回路，并且两个回路中都必须安装不同的继电保护装置，这样在发生故障时，如果一套继电保护装置产生误动或者拒动，另一套设备还可以切断电路，起到保护作用，这样两套设备就可以相互补充、相互作用。

2.2 选择性

电厂继电保护装置需要具有一定的智能性功能，即在发生故障的情况下，是先断开故障的设备还是先断开故障的线路，并且当设备和线路本身的保护装置出现拒动的时候，就需要相关联的保护装置来切断电路，起到保护作用，即装置中的保护元件具有选择性。

2.3 灵敏性

保护装置应当具有灵敏系数，它是指能够允许的电流和电阻的变化范围，一旦超过所能承受的范围，装置就会进行启动，实现隔离功能，我们可以通过继电保护的整定来控制灵敏系数和选择性。

3 继电保护装置的应用

3.1 对发电变压器组的保护

继电保护装置在保护发电厂中的发电变压器组时，应当充分考虑到机组的型号，电厂中的大型机组不仅维护过程需要较长时间，而且一般造价较高，如果直接停机检修就会引起很大的经济损失，因此在使用继电保护装置时，就对装置提出了较高的配置要求，不仅要保证配置灵敏度好并且快速，还要确保配置可靠，所以在配置继电保护装置时，不仅需要综合考虑电厂的实际情况，还需要考虑电气控制系统的具体特点等，以此来达到保护与运行、控制相配合的要求。在资金允许的情况下尽可能购买具有成熟技术、功能全面的装置，采用C30保护设备对励磁变压器和厂用变压器进行保护；选择G60以及T60等保护设备对发电机进行保护，这些保护装置可以采用DSP进行数据处理，极大地提高了继电保护装置的工作效率。

3.2 对发电厂电力系统的保护

机电保护装置在进行电厂电力系统保护时，需要充分考虑配合性，也就是尽量减少二次电缆，增加整个电力网络的自动化水平，例如在电厂中，在两台低压机组上配置了一套电厂用电监控系统，另外将系统与上层的DCS相连接，同时利用通信网络与下层的厂用继电保护装置相连接，这样就可以对电度量进行有效的采集和传输，最终实现对保护动作量的遥测和通信，保证了定值的查询和修改，提高了电力系统的安全性和灵活性。

4 电力系统自动化技术存在的弊端

①电力系统的自动化技术水平较落后。随着我国经济的不断快速发展，我国的电力系统自动化也得到的迅猛发展，出现了越来越多的电力系统优秀人才，电力系统技术水平得到了明显提高，但是仍与国外存在着较大的差距，且技术自身存在的缺陷也表现得越来越明显；②电力系统所用的自动化设备老化。我国一直在努力更新电力基础设施，但是在一些企业仍旧会产生因为设备老化而不能满足居民的用电需求的问题，严重影响着人们的生活。在电力设备运行期间，经常由于特殊原因导致工作电压严重超过设备可以承受电压的情况，出现这种现象一方面是因为一些电力设备年久失修，难以承受雷击和过电压等现象，另一方面设备的绝缘性较差，在雷雨天气中很容易受到影响，严重影响电力系统的可靠性，这就要求相关技术部门要根据实际运行的状况和出现的问题进行仔细的分析和研究。

5 提升电力系统自动化技术的有效方法

①提升电力系统员工技能，加强电力系统自动化管理。电力系统技术人员在保证自动化技术的安全管理和迅速发展中起着至关重要的作用，要不定期对其进行技术培训，让员工更快更好地掌握新技术，提高员工的专业素养和责任意识。除此之外还需要加强设备的生产运行管理，做好设备的运行和维护检查，及时消除设备问题，加强对继电保护的管理和变压器的负荷监测工作，确保一旦超过所能承受的范围，装置就会启动，实现隔离功能。②提高发电厂电力设备的质量。从可靠性观点来看，设备可以分为两种：①可以修复的设备；②不能修复的设备，针对可以修复的设备，在使用过程中一旦发生问题，就可以对其进行及时的更换和修复，针对不可修复的设备，一旦发生问题，在技术上根本无法修复，严重影响人们的生活质量，所以，在电力系统中，基本采用的是可以修复的设备。众所周知，设备的好坏直接影响着系统的稳定性，在进行电力系统自动化建设时，应该在条件允许的情况下，采用高质量的设备，特殊情况下可以采用国外进口设备，通过提高使用设备的质量，降低设备故障率，保证电力系统的可靠性。③加强电力系统自动化的接地防雷维护工作，电力系统中绝大部分的事故都是由雷害造成的，这就需要重视在维护电力系统自动化过程中的防雷技术，并采取安全稳定、科学有效的方法。通常以接地防雷维护技术为主，目前常用的接地技术主要有两种：多点接触和浮地，接地技术是当有较强的雷击击中设备的时候，会产生极高的电压，接地技术就可以通过接地将电压合理有效的释放出去，从而对设备起到保护作用。

6 结论

综上所述，随着我国经济的不断快速发展，我国对电能的需求不断加大，电力系统继电保护设备及其自动化可靠性受到了人们的广泛关注，但是其影响因素较多，一旦出现问题，不仅会给人们的生活带来严重的影响，也会给企业造成一定的经济损失，总而言之，在电力系统中，发电厂继电保护装置有着非常重要的地位，能够感知故障并及时进行故障隔离，从而避免长时间、大面积停电现象，提高了电力系统的可靠性，并且由于电力系统的复杂性，我国现阶段的自动化技术发展与国外还有一定的差距，要想实现其高效、快速的发展还需要结合我国的实际情况，借鉴国外发展经验和吸取国外先进技术，从而发展和优化电力系统自动化水平。

[1]刘开来.关于电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].华东科技：学术版，2015（12）：219.

[2]王洪松.电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究[J].城市建设理论研究：电子版，2014（31）.

[3]朱中晖.电力系统继电保护工作常见问题及其处理方法[J].科技致富向导，2013（24）：309.

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