继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析

马志豪

（上海闵行燃气发电有限公司，上海 201100）

引言

自动化技术是高新技术当中普及率比较高的一种，将自动化技术和继电保护技术结合起来，是未来一段时间确保电力系统稳定运行的必然选择。从实际情况来看，继电保护自动化技术在电力系统中的应用确实发挥了应有的作用，但是其具体的应用细节还不够清晰，这方面的研究，可谓是势在必行。

1 工作原理与基本要求

继电保护装置是继电保护技术得以落实的重要基础，在电力系统发生故障的情况下继电保护装置将会将系统电力的物理数据转化为信息数据，并根据确定的启动标准，及时自动启动并对脉冲信号即时分析，最终达到保护电路的效果。继电保护装置大致可以分成测量、执行、逻辑等几个模块，不同的模块在继电保护过程中扮演着不同的角色，如测量模块，往往承担着接收信号、将信号数据和规定数据进行比对的任务。在获取比对结果后，逻辑模块将会发挥作用，对上一个步骤得到的比对信息进行细致分析，在获得具体逻辑数值的基础上，把分析得到的结果转化为动作信号传递到执行模块。而执行模块则承担着接收逻辑信号和指令，根据指令做出动作，是继电保护装置发挥作用的实现模块，具有不可估量的重要性。

要充分了解电力系统继电保护装置的要求。继电保护自动化技术在电力系统中的应用，能够从根本上提升电力系统运行稳定性。相比于传统的继电保护方法，自动化继电保护往往更稳定、更高效、保护效果更为突出。继电保护装置能够在发现故障的情况下，经过各个模块的一系列运算和信号传输，及时切断故障元件所处的电路，从而降低电力系统故障可能带来的一系列严重影响。从实际工作经验来看，自动化继电保护技术具有切断效率高、运算速度快的优势，能够在发生故障后最快地切断线路，避免故障造成整个电力系统的瘫痪。相比于过去的继电保护方法，继电保护自动化技术在电力系统中的应用，明显是一次技术上的突破性尝试，具有一定的现实意义。

2 继电保护自动化技术在电力系统中的应用

电力系统本身比较复杂，包含大量的电器元件等。这些设备和元件都可能在运行过程中发生各种各样的故障，进而造成电力系统的整体运行出现问题。想要规避某处故障带来的严重后果，就必须要合理利用继电保护自动化技术，从根本上降低故障的负面影响。

2.1 电网运行维护

输变电电网是我国电力系统中最不可忽视的组成部分，其是否能够安全稳定运行，很大程度上决定了电力系统的运行质量。而继电保护自动化技术在电力系统中的应用，则从根本上降低了电气故障发生几率，能够确保输变电电网的安全性。在应用过程中，技术人员需要了解电网对安装继电保护装置的基本要求，并根据相关规定选择灵敏度适中、响应速度快、稳定性突出的继电保护装置。另外，还需要充分考虑到输变电电网自身的实际情况，根据电网经过地区的地理位置、电磁干扰及气候条件等，确定继电保护自动化技术的具体应用方案，避免继电保护装置在特殊条件下失去应用价值的问题。

2.2 发电机继电保护

电力系统包括大量电气设备，而发电机是其中的核心和根本。发电机出现故障的情况下，电力系统的运行自然无法继续。发电机最常见的故障为定子组匝间短路，这种故障会导致短路位置的发电机组相关设备温度持续升高，在高温的影响下发动机内部绝缘层会逐渐失去效果，进而造成发电机无法正常运行的后果。为了解决这个问题，技术人员一般会在发电机处安装保护匝间装置，降低发生短路的可能性。继电保护装置在这个过程中，同样能够发挥积极作用，在接收到发电机单相接地电流超过规定目标数值的相关信号后，继电保护设备可及时应对故障。

发电机故障多种多样，比如在出现低负荷状态的情况下，发电机会发生绝缘击穿故障，而继电保护装置能够第一时间切断电源并发出警告信号，避免发电机受到损坏。

2.3 变压器继电保护

继电保护自动化技术在电力系统中的应用，是电力系统新技术的一次探索，其能够根据电压等级、变压器容量等信息，实现有效的系统保障。为了确保变压器继电保护的效果，技术人员需要合理选择继电保护装置，通过科学计算方法，避免差动保护的问题。仅就目前来看，继电保护自动化技术在变压器保护中的应用可以分成三方面:第一，接地保护。变压器属于极为重要的电气设备，它的接地系统往往十分成熟，技术人员需要根据有关技术要求，对接地左右两侧进行零序电流保护。对那些没有自接地系统的变压器，技术人员则可以采用零序电压保护的方式进行处理。第二，瓦斯保护。变压器当中有油箱设备，油箱发生故障的情况下，变压器中的绝缘材料会在电弧作用下逐渐分解，并在接触到油料的情况下产生大量气体，如果不能及时地对气体进行处理，就可能会发生严重的爆炸事故。除了会导致经济损失之外，还可能造成极其严重的人身伤害，这显然不符合电力系统稳定运行的有关要求。继电保护自动化技术应用到变压器中，则能够有效地解决这一问题，其能够实现油箱设备的自动保护，发现异常电弧的情况下第一时间切断电源，避免问题进一步扩大。第三，短路保护。变压器故障类型比较多，而短路故障属于其中最常见、危害性最大的一类故障，其可能会导致变压器损坏等一系列严重后果。继电保护自动化技术应用到变压器短路处理中以后，这样的问题得到了妥善解决。继电保护设备能够在发现短路故障的情况下，第一时间切断变压器电源系统，保护系统的稳定运行。

2.4 线路接地保护

从实际的工作经验来看，电力系统的电器元件和输变电网络情况比较复杂，不同线路有着截然不同的接地方法，这给继电保护带来了一定的影响。但是无论是何种接地方式，其原理都是利用大电流、小电流两种不同类型的方式实现电流导出，以保证电力系统安全性。其中大电流接地保护主要是在电力系统不能正常运行的情况下切断电源，保证电力系统安全。而小电流的接地保护则是在电力系统发生故障的情况下发出警报信号。继电保护自动化技术在线路接地中的应用主要可以分成以下两方面:第一，零序电压。电力系统运行稳定的情况下，电力系统中并不会存在零序电压，但是在运行出现故障时，零序电压将会带来严重的影响。而继电保护装置则能够自动地完成应对处理，并把系统故障情况传输到监控中心，技术人员可据此信号及时赶赴现场进行处理，从根本上解决电力系统故障，在此基础上恢复电力系统运行，即可规避安全事故。第二，零序电流。在电力系统无法正常运行的情况下，电路中的零序电流会大幅度提升，在这种情况下继电保护装置将会第一时间切断电源，使零序电流在无故障线路传输到接地线，并最终实现系统保护。

2.5 母线继电保护

继电保护自动化技术在电力系统中的应用，具有不可忽视的实际价值，除了上文中提到的内容之外，其还能在母线保护中发挥作用。母线是电力系统中最重要的组成部分。母线出现故障的情况下，电力系统必然无法正常运行。从目前来看，继电保护装置能够通过比对相位的方法，确保电力系统的稳定性。技术人员可以通过优化母线元件设计的方式，合理利用电流互感器保证继电保护装置能够发挥应有的作用，在安装好电流互感器的基础上，根据母线运行实际情况选择最佳的连接位置，从而达到提升母线继电保护效果的目标。

3 结束语

电力资源是现代化社会必不可少的重要资源，其能够在工业生产、日常生活等方面发挥积极作用。我国的电力系统建设已经初步取得成果，为人民群众带来了巨大的便利。但是与此同时也必须要看到，电力系统运行中仍然存在一些影响稳定性的因素，甚至可能导致严重的经济损失和人身伤害。继电保护自动化技术在电力系统中的应用，则能够有效解决这一问题，在规避电力安全事故的基础上，切实保证电力系统的正常运行。