繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究獲獎科研報告

繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究獲獎科研報告摘要：本文主要對電力系統(tǒng)中的繼電保護自動化技術(shù)進行了研究，主要包括：對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求、繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用兩方面的內(nèi)容，繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用在發(fā)電機、變壓器、接地保護等方面，希望此次研究可以對保障電力系統(tǒng)的安全運行，減少電力系統(tǒng)故障有所幫助，以供參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護;自動化;電力系統(tǒng);技術(shù)

引言

當前，隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于大功率電器的需求也越來越高，這無疑就給電力系統(tǒng)帶來了一定的壓力，為了有效的維護電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，保障人們的安全用電，繼電保護自動化技術(shù)應(yīng)運而生，并且得到了廣泛的應(yīng)用，繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效防止因電路短路而造成的一系列問題，所以對此要引起高度的重視。

1對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求

在繼電保護技術(shù)應(yīng)用的過程中，電力系統(tǒng)對其有以下幾方面的基本要求：一是，選擇性，即繼電保護裝置在發(fā)揮作用時，只是將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，將故障發(fā)生造成的影響盡量降到最低，如停電范圍，以此來保障系統(tǒng)中沒有故障的元件可以繼續(xù)安全運行。如圖1所示，在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中，當d1點發(fā)生短路時，應(yīng)由距離短路點最近的繼電保護裝置1和2對其進行保護，啟動跳閘動作，將故障線路進行切除，變電所B可以通過無故障的線路3和4來進行繼續(xù)供電。由此可見，繼電保護裝置的選擇性要遵循就近原則，在系統(tǒng)發(fā)生短路時，要由距離故障點最近的繼電保護裝置切除相應(yīng)的斷路器;二是，速動性，即當發(fā)生故障時，繼電保護裝置可以迅速的采取措施對故障線路進行切除，不同的電壓等級要求的故障切除時間也是不同的，如對于110kV及以上的電力系統(tǒng)來說，繼電保護裝置和斷路器總的切故障時間為0.1秒，所以，在實施保護的過程中，保護動作的時間只有幾十個毫秒，（一般30毫秒左右），而對于35kV及以下的電力系統(tǒng)來說，保護動作的時間為0.5秒;三是，靈敏性，繼電保護裝置的靈敏性，主要指的是在其保護范圍內(nèi)，對于故障發(fā)生以及不正常狀態(tài)運行情況的反應(yīng)能力。對于靈敏性的衡量，有的是依據(jù)保護范圍，有的則是依據(jù)靈敏系數(shù)，不同繼電保護裝置有著不同的靈敏性;四是，可靠性，繼電保護裝置的可靠性指的是在其規(guī)定的保護范圍內(nèi)，一旦發(fā)生了故障，繼電保護裝置就應(yīng)該迅速的做出相應(yīng)的保護動作，對電力系統(tǒng)進行有效保護，即不能有拒動情況的發(fā)生，而對于不該保護的情況下，就不應(yīng)該有任何的保護動作，即不能發(fā)生誤動作，要想保證電力系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)，就要保證繼電裝置的可靠性。

圖1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中有選擇性動作的說明

2繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2015年，某地區(qū)電網(wǎng)因繼電保護誤動作、安全穩(wěn)定控制裝置拒動等原因，導(dǎo)致了一起重大電網(wǎng)事故的發(fā)生，該地區(qū)的電網(wǎng)（5條500kV和5條220kV）線路跳閘、32臺發(fā)電機組退出運行，致使華中東部電網(wǎng)與川渝電網(wǎng)解列。由此可見，繼電保護裝置出現(xiàn)誤動作或者出現(xiàn)拒動，都會給電網(wǎng)帶來巨大的影響，所以，研究繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實際應(yīng)用非常有必要。下面我們對繼電保護自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做出了具體的分析：

2.1在發(fā)電機中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機有著重要的地位和作用，只有確保發(fā)電機的穩(wěn)定運作電力系統(tǒng)的存在才具有意義，所以對于發(fā)電機來說，繼電保護自動化技術(shù)主要有以下兩方面的應(yīng)用：第一，重點保護法，發(fā)電機在長期的運行中極易發(fā)生故障，尤其是容易發(fā)生失磁故障，一旦發(fā)生失磁故障，檢修人員需要針對發(fā)動機展開重點的檢修，應(yīng)用接地技術(shù)、保護技術(shù)來避免系統(tǒng)出現(xiàn)短路，解決發(fā)動機接地電流的問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行;備份保護法，在發(fā)動機中應(yīng)用繼電保護自動化技術(shù)以后，系統(tǒng)會根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài)展開相應(yīng)的防護，當出現(xiàn)運行故障時系統(tǒng)會及時切斷電源，避免發(fā)動機的進一步損壞，這樣的保護方式能夠有效的避免一些發(fā)動機外部問題，能夠避免發(fā)動機故障的進一步擴大。

2.2在變壓器中的應(yīng)用

2.2.1短路保護

在變壓器中經(jīng)常發(fā)生的故障就是短路，在電力系統(tǒng)運行中，如果發(fā)生了短路故障，變壓器會立即停止運行，進而影響到電網(wǎng)的安全運行，所以，在對變壓器進行安裝時，要對短路情況的發(fā)生有預(yù)見性的報告，做好相關(guān)的預(yù)防工作，安裝繼電保護裝置對其進行保護。當前短路保護分為過電流與抗阻保護。通常過電流保護，經(jīng)過電流器件的運作，來對時間進行限制，立即自動切斷電源，進而起相應(yīng)的保護作用;一般情況下，抗阻保護通過抗阻器件的運作，來對時間進行制約，馬上會自動化跳閘，從而起到變壓器的保護功能。

2.2.2瓦斯保護

在變壓器的運行中，電弧對變壓器的影響比較大，電弧可以對變壓器材料產(chǎn)生一定的影響，如油箱，電弧可以使相關(guān)的物質(zhì)發(fā)生分解，并且釋放出有害氣體，如瓦斯，這會對人們的身體健康造成嚴重的威脅，所以，要對變壓器瓦斯的保護引起高度的重視，瓦斯保護裝置要對系統(tǒng)的的瓦斯情況進行嚴密的監(jiān)控，如若發(fā)生瓦斯故障，會立即動作發(fā)出警報，避免故障的進一步擴大。

2.2.3接地保護

在進行變壓器保護的過程中，對于已經(jīng)接地的變壓器采用零序電流法進行保護，確保接地兩側(cè)的設(shè)置完好，而對于未接地的變壓器應(yīng)當通過零序電壓法進行保護。

2.3在電力系統(tǒng)的母線保護中的應(yīng)用

母線繼電保護主要可以分為兩種方式，分別是相位對比保護和差動保護。相位對比保護是通過相位對比來高效的保護系統(tǒng)母線;差動保護在保護時將特點以及變化都相同的電流互感器設(shè)置在母線元件上面，將系統(tǒng)母線一側(cè)的端子和二次繞組連接起來，然后將繼電保護裝置安裝在系統(tǒng)母線的差動位置，如果是大電流接地，這種保護方式通過的是三相連接實現(xiàn)，如果是小電流接地，在相間短路中設(shè)置系統(tǒng)母線的保護，之后用兩相連接的方式