电气工程中的继电保护技术应用研究

高铭远

（珠海电力设计院有限公司，广东 珠海 519000）

0 引言

社会经济发展步伐持续加快过程中，电气工程的地位正得到显著提升。然而，电气工程能否稳定运行，离不开继电保护技术的支持。主要原因是继电保护技术具备监控、防御和调整功能，可以在电气工程运行过程中进行有效处理，将故障产生的影响降到最低。由此可见，在电气工程中应用继电保护技术显得尤为关键。因此，研究此项课题，具有十分重要的意义。

1 电气工程中继电保护技术的主要特点

继电保护技术在电气工程中得到广泛运用的主要原因是能够在发生故障时进行合理控制，不仅为相关人员开展检修和维护工作提供充足时间，也能大幅降低故障对电气工程造成的损失。由此可见，将继电保护技术应用于电气工程中显得尤为重要。至于电气工程中继电保护技术的主要特点可以体现在多个方面，比如，在电力系统并联运行过程中，若存在部分组件出现故障问题时，将会对电力供应造成不同程度制约。在这种情况下，继电保护技术的作用便能够得到充分彰显，也就是继电保护装置可以在极短的时间内确定故障点，并快速消除故障，有效抑制故障蔓延的同时，也能大幅降低对电力系统稳定性的影响。因此，继电保护技术在电气工程中的应用具备非常突出的高效性特点。或者，继电保护技术也拥有极为突出的选择性特点，即当电气工程中出现故障时，继电保护技术能够结合实际情况，并将工程运行作为核心，科学控制故障点，确保可以达到既能限制故障影响，也不会降低工程稳定性的目的。

2 电气工程中继电保护技术应用的相关内容

2.1 继电保护装置一体化

继电保护装置作为继电保护技术的直接体现，能够在保证电气工程稳定性方面占据着不可替代的地位。实际上，多数电气工程的规模较大，结构也比较复杂，想要充分发挥继电保护技术的价值与作用，必须要提高继电保护装置的投入量。然而，该方法也会大幅提升经济投入，极易对经济效益产生影响。因此，为了能够更好地提升继电保护技术的经济性，继电保护装置一体化（图1）逐步得到广泛关注和运用，可以有机整合多类资源的基础上，依旧能够发挥继电保护技术的作用。具体原理是先明确继电保护装置需要管控的所有部件，再有机整合各部件的模拟量，并集成于继电保护装置中。至于电气量判断需要利用逻辑准则来实现，也就是对于电气量的计算、评估等都有逻辑准则来完成，故障分析能力可以得到大幅增强的同时，发送误动的概率也能得到显著控制。由此可见，继电保护装置一体化能够在发现故障组件方面具备较高优势[1]。与此同时，继电保护装置一体化在发现和处理放效率方面也能够得到大幅提升，主要原因是虽然传统设置继电保护装置的方式能够具备较高的保护作用，但是，由于各设备间的功能存在相互联系的情况，该方法往往很难大幅提升操纵器的执行效率，继电保护装置的保护作用也会受到明显制约，甚至会不断加剧资源浪费问题。相较之下，继电保护装置一体化能够将模拟量整合与逻辑准则有机运用，可以显著改善继电保护装置的执行效率，确保可以快速发现、消除故障的基础上，也能保证故障分析和诊断的准确性。

图1 综合继电保护装置

2.2 融入自适应控制的继电保护技术

运用继电保护技术过程中经常会遇到非常复杂的情况，此时，想要确保继电保护技术可以快速、准确消除故障，必须将自适应控制技术融入继电保护技术中，才能达到预期效果。毕竟，自适应控制技术可以将控制器、控制对象以及自适应器有机结合起来（图2），可以确保在复杂环境下具备较强的应对能力，还能在故障诊断率方面予以充分保证，故在继电保护技术中融入自适应控制是极其重要的方面。以广东阳江局6.1 事故为例，从整体来看，产生主变跳闸的主要原因是主变低压侧刀闸烧毁所致，然而，经过分析后可知该变电站的运行环境非常复杂，引起事故的因素也比较多。所以，想要准确找找出引起主变低压侧刀闸烧毁事故的主要原因并有效控制故障影响，可以通过利用继电保护技术的基础上，加入自适应控制技术来实现。因为自适应控制技术是由多部分组成，可以依照不同情况进行针对性处理，例如，对于上述事故的复杂情况，可以借助自适应控制技术中的自校正调节器来对故障进行评估，便于更好的找出问题所在。或者，利用自寻最优控制系统提升对事故的控制力度，确保可以对主变压器进行充分保护。由此可见，将自适应控制融入继电保护技术中，能够强化继电保护技术对电气工程稳定性的保护作用[2]。

图2 自适应控制技术的原理

2.3 结合信息网络的继电保护技术

随着科技得到飞速发展，信息网络已经成为各行各业不可缺少的部分，能够成为获得前行动力的关键力量。因此，在电气工程中引用继电保护技术时也应当重视与信息技术相结合，才能更好地发挥继电保护技术的作用，降低各类因素对电气工程稳定性和安全性产生的不利影响，例如，根据继电保护技术具备的监控和调整功能，可以通过与信息网络相结合，实现构建更具时效性的主电气设备管理系统。也就是将继电保护装置与互联网技术形成紧密联系，不仅能够为工作人员管理电气工程设备创造充足便利，也能在不同情况下，对存在故障问题的设备进行远程调控，保证不会干扰电力系统正常运行的同时，也能对故障问题产生的消极影进行充分抑制，避免造成更严重的损失。或者，依照继电保护技术具备的安全功能，将信息网络与继电保护技术相结合还能够提升电气工程的安全性，比如，当变电站出现自动合闸或设备损坏问题时，可以由继电保护装置检测、分析存在的问题，再借助通信接口经网络传输至相关人员处，此时，专业人员便可根据接收到的信息针对性调整，并对电力系统的实时运行状况进行监控。所以，信息网络技术不仅能有效促进继电保护技术在电气工程中的应用，还可以提高对继电保护技术经济性的控制力度。

2.4 多元化的继电保护技术

2.4.1 故障分析

随着电气工程建设力度持续加大，引发故障问题的因素也变得越来越多。想要更好的消除故障带来的影响，利用多元化的继电保护技术是不可缺少的方面。其中故障分析是典型代表之一，即利用继电保护技术对电气工程故障进行分析，便于及时找出故障源头，例如，可以在运用继电保护装置的基础上，加入故障录波装置（图3），从而快速找出故障源头所在。具体原理是电力系统中存在故障问题时，输电过程中会存在零序电流波形、三相电流等发生变化的情况。通过故障录波装置便可以将故障发生、失步、同步和异步震荡等全过程进行记录，确保故障源头可以得到进一步明确[3]。至于运用该装置时，必须对各项参数予以充分明确，才能真正达到故障分析的目的，比如，如果存在自动重合闸故障时，在形成的录波图中，零序电流值便能够明确故障点存在的范围。

图3 故障录波装置

2.4.2 智能化控制

智能化控制对于电气工程而言是极其重要的部分，毕竟，利用继电保护装置等进行故障诊断和消除往往对人员的专业能力拥有较强依赖，若相关人员的专业能力达不到标准时，便很难发现潜藏的隐患。因此，还需要将继电保护技术与智能化技术相结合，实现智能化控制的目的，才能增强继电保护技术的作用，提高对电气工程的保护能力，例如，若电气工程的稳定性和安全性极易受到多方面影响时，可以将神经网络、云计算和大数据等相结合，既能实时掌控不同类型的故障，促进制定科学处理方案。也可以将已知故障作为基础，分析、发掘更多能够影响电气工程稳定性的因素，有利于在日常工作中合理制定预防措施。或者，为了能够提高继电保护技术对电气工程的保护作用，还可以在运用继电保护装置的基础上，结合人工智能技术、感应技术等。主要目的是可以在出现故障时进行及时处理，防止不断蔓延的同时，也能快速发出警告，保证专业人员拥有充足的故障处理时。该方法的主要优势在于可以有效弥补人工无法第一时间发现、分析和处理故障的短板，也能避免因故障影响电气工程稳定性和安全性[4]。另外，具备相似特征的还包括安全告警系统，具体原理是将继电保护装置的动作指令作为基础，结合智能化技术，可以实现根据继电保护装置的指令进行针对性警示，并执行不同级别的处理操作，确保可以快速阻断故障蔓延的同时，也能为维修人员作业创造充足便利。

2.4.3 实时仿真系统

实时仿真系统多用于模拟系统的运行状况，也就是在构建全新电气工程时，为了防止多类影响因素降低工程稳定性，可以利用实时仿真系统（图4）进行检验。具体方法是先利用该系统对电气工程的运行状况进行全方位模拟，检验是否存在设计缺陷或遗漏。然后再将继电保护装置与仿真技术有机结合，并加入不同运行故障处理措施和方案。期间，当继电保护装置执行保护动作时，相关人员便可以快速发现当中存在的问题，并在详细分析的基础上重新优化保护措施和方案。需要注意的是，如果优化后依旧存在故障问题，仍然需要进行设置，直至电气工程能够稳定、安全运行位置[5]。

图4 实时仿真系统

3 结语

综上所述，随着电气工程在社会发展中作用日益突出，所以，必须要对电气工程中继电保护技术主要特点拥有充分了解的同时，还应当深入研究继电保护装置一体化、融入自适应控制的继电保护技术、结合信息网络的继电保护技术、多元化的继电保护技术等内容，才能结合实际情况，有效彰显继电保护技术的价值，也能为不断增强电气工程建设水平创造扎实基础。