分析变配电电气系统的监测与保护

张健

摘 要：为了能够迅速且精准地收集变配电电气系中有关设施的运作状况以及相关工作的整体开展品质，并且为实现电气系统的安全平稳运作提供基础性的保障，需对电气系统当中电压、有功与无功功率等电气设施的运作产生开展动态化的监管，进而更好实现对电气设施的全面防护。立足于此，本文将对变配电电气系统之中电压、电流等监测工作展开整体阐述，并且对于其系统化的防护功能展开重点的解析，进而为电力系统的平稳运作提供可参考建议。

关键词：变配电;电气系统;监测

在变配电电气系统开展日常运作的进程中，有关的监测系统以及防护装置会有效对相关电气设施的运作状况展开动态化监控，倘若在电网系统之中产生运作停滞情况，有关的管控系统将在第一时间做出相应的停电管控举措，将备用的发电机组妥善安置到应急的供电状态中，不是电网必须要时刻运作的电气设施需要对进行停止供电操作，而当整体电网系统恢复到正常状况之后，管控系统也会随之重新恢复相关环节电气设施的如期运作，进而有效实现电网系统之中应对突发状况的动态化监控以及电气设施的深入防护。

1 变配电电气系统监测运作概述

1.1电压与电流的监测运作

在高、低压侧的电网系统当中，需要对电气系统之中的电压以及电流的运作状况借助实时化指标数值反馈来实现深度的监测。在六到十千伏的高压线路当中，电气系统所运作的电压以及电流的监测方式，如下图1所示。在相关的电网系统当中的低压侧，对整体电气系统所开展的电压以及电流的双向监测，其开展的实际的测量方式与高压侧所运用的监测方式基本一致，最大的区别就在于所挑选与运用的电压互感器的电压等级有着不同。

1.2 系统功率的全面监测

变配电电气系统所运作的功率以及其功率相位差因数的监测，是通过测量所获取的电压与电流的周相差，从而监测获取相关的功率相位差因数，在此运作的基础上，可以借助相关的标准化运算来获取有功以及无功功率。此阶段运作中会首先测量以及获取电气设施的功率相位差因数，在此的基础上通过演算的方式来获得相关的功率数据，这也是经常所运用到的功率测量中的间接方式。在变配电电气系统中，所获取功率测量数据较为精准的方式，通常是运用有源非线性器件所构成的功率变送器开展相关的功率数据监测，同时也可以运用数字化的测量模式，也就是开展电压与电流等数据的高效化采样，收集到的数据展开规范处理，进而有效实现功率数据的全面监测。

1.3 变配电品质的监测

变配电品质的监测的核心目标主要为电压以及频率。这当中，电压品质基本所指的是电压运作的偏移状况、电压多相平衡状况以及其波动的趋势等。针对于电压的偏移监测来说，电气设施的型号标识上都会标明设施额定状态的运作电压，不过在电气设施的实际运作当中，因为电力系统中的负荷承载会产生改变以及用户所运用的电气设施负荷承载也会产生相关的改变等，从而让电气设施的端电压始终存在着偏离额定数值的情况，电压显著低于额定的电压数值往往产生在电力负荷承载峰值相对较高阶段的线路末端，而当电力系统中的电压相对较高或者是较低的时候，电力系统下相关的监测系统则会迅速发出预警提示，之后运用有针对性的系统压力调整防护等举措，对于电压偏移状况的深入调整。同时需要对电网高压侧增设相关的举措，从而最终让电网电压可以伴随着负荷的增进而科学提升，亦或者是伴随着电网负荷的削减而进行有针对性的降低，对于较为关键的电气负荷，可以在负荷端等适宜的区域置入稳压器装置。

2 变配电电气系统的防护

在电力系统当中所包含的某些电气设施，其运作过程中大概率会引发电力系统内部电压数值的极度变化，在相对较短的周期当中电压所产生的改变便是电压波动。在交流电类型的电力系统之中，交流电的波形在日常状况下应该是正弦波，不过在电力系统的运作当中，因为相关的晶体闸流管装置以及多相电气设施的存在，往往也会造成电力系统中存在着相对较大的高次谐波，电压波形也会随之转变成为非正弦式的波形。电压波形的非正常改变以及高次谐波情况对电气设施的正常运作有着极大的负面性影响。特别是电气设施往往对电压波形的改变极為敏感，在电力系统当中增加相关的滤波器可以有效实现高次谐波动态化监测以及深入遏制。初期所运用的无源滤波器尽管可以实现高次谐波监测以及相关电气设施的防护功能，不过因为受限于其自身架构原理的影响，也往往难以规避相关运作问题的产生。因为其往往只是对调谐点上的高次谐波有一定的遏制效果，不过与调谐点间隔距离较远的遏制效果相对有限;而当电力系统当中的高次谐波电流持续提升时，大概率会引发滤波器的过高负荷以及电气设施的损坏。所以，在电气系统中的检测与防护功能运作中，尽可能采取有源与无源滤波器搭配使用的放方式，来更好起到对电气设施的防护。

对于变配电电气系统中的防护功能经常见到的电流防护、过载负荷防护、变压器防护以及接地故障防护等，防护工作在开展运作过程中的防护信号核心是故障类信号，此类信号在变配电系统的二次回路规划进程中，会有效借助信号电控制器件开展光字牌的接收，从而将其作为就地的指示信号，故障信号被传输到信息终端监控系统的过程中，系统就需要将故障信息开展动态化的展示，并且第一时间派发出相关的预警处理指令，进而有效实现相关电气设施产生运作故障时的快速防护。如下图2所示，为变配电电气系统的预警系统架构。

结束语：

综上所述，变配电电气系统所具备的电气设施以及电网系统实时化运作状况的监测与防护功能，可以非常好地保障电网系统较长周期处于平稳、安全、经济性的运作指标状态中，进而真正意义上起到全面提升电网系统运作的经济与社会效益的效果。

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