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配电网自动化继电保护技术探究石宇

发表时间：2020/5/8 来源：《电力设备》2020年第2期作者：石宇郭浩

[导读] 摘要：随着人们生活水平的提高，用电量也随之得到了大幅度的增长，这在一定程度上促进了电力的发展，促使电力设备相关的系统的不断更新与不断扩大的配电网规模相适应。

        （国网河北省电力有限公司保定供电分公司河北保定 071000）
        摘要：随着人们生活水平的提高，用电量也随之得到了大幅度的增长，这在一定程度上促进了电力的发展，促使电力设备相关的系统的不断更新与不断扩大的配电网规模相适应。在电力发展的过程中，只有保证继电保护装置的正常运转，才能为电力系统的平稳运行提供一定的保障。另外，配电网自动化继电保护装置的正常运用，对变电站的平稳安全运行有着直接的影响。由此可以看出，配电网自动化继电保护技术的应用在电力的运行和发展中占有极为重要的地位。鉴于此，本文主要分析探讨了配电网自动化继电保护技术，以供参阅。
        关键词：配电网；自动化；继电保护技术
        引言
        为确保人们的生活与工作不受影响，电力系统必须要正常运行。而在电力系统运行过程中，继电保护技术的应用对发电机组和供电系统的安全起重大作用，在电力系统中是必不可少的，其重要性决定了该技术必须得到不断完善与发展。继电保护和自动装置的稳定运行在很大程度上是会促进电力系统的安全可靠的运行。因此，必须要对继电保护和自动装置进行全面的分析，从而提高电力系统运行的安全性和可靠性。
        1配电网自动化继电保护技术的重要性
        配电网运行过程中，一旦继电保护装置元器件发生故障，相邻断路器会自动跳闸，及时隔离配电网系统和故障元件，可有效保护配电网自动化系统，并且降低对配电网元器件的损害。同时，配电网处于异常运行状态时，继电保护装置会自动发出报警信号，结合配电网不同异常情况，发送不同指令信号，自行调整配电网自动化系统的运行状态。当配电网自动化系统发生运行故障时，可自动隔离配电网自动化系统和故障部分，确保非故障区域安全、稳定运行，缩小配电网系统事故范围。另外，配电网自动化系统中继电保护装置还可以发挥监控作用，实时监控电气设备的电压和电流情况，从而分析配电网运行状态，因此继电保护装置在配电网自动化系统中发挥着非常重要的作用。而随着继电保护装置在配电网自动化系统中的应用越来越广泛，继电保护装置故障发生率越来越高，严重影响了配电网的安全、稳定运行，给国家、社会和电力企业造成巨大的经济损失，因此应高度重视配电网自动化继电保护故障维护检修。
        2配电网自动化继电保护技术的应用
        2.1变压器继电保护。在电力系统中变压器是其中重要的组成元件，直接与电力系统运行的安全性与稳定性有着重要的作用。所以，在配网自动化中就需要加强变压器继电保护。首先是做好继电保护的短路保护，对变压器进行短路保护主要有阻抗与过电流保护。阻抗继电保护利用的变压阻抗元件在实际中产生保护，这样在阻抗元件运行到一定的时间之后就会发生跳闸现象同时切断电源，有效的保护电压器。而过电流的继电保护主要是在变压器两边的元件与电流中来设置保护装置，这样在电流元件运行一段时间之后也会出现跳闸现象，同时切断电源。其次是瓦斯保护。在变电器的油箱出现故障时，在故障的电弧之内绝缘材料和油就会发生分解作用，并形成一些有害气体。因此在变压器的故障中就应该把瓦斯保护作为一项保护的重点，这样一旦油箱出现了任何故障，都可以及时的启用保护装置，发出警报信号并切断电源。第三是接地保护。在直接接地的电压器中，可以采用零序电流来进行保护防范，主要是在变压器接地的两侧来设置相应的零序保护装置，同时还可以通过电流互感器来产生一定的零序电流，如果是对不接地的变压器进行保护，就可以利用零序电压来进行保护。
        2.2发电机继电保护。配电网自动化系统中，发电机是十分重要的设备，发电机继电保护也是十分重要的内容。可从以下两个方面进行保护：①备用保护。如果发电机出现了定子绕组负荷低的情况，保护装置就会跳闸，将电源切断，并发出报警，甚至还有可能出现反时限的问题。在备用保护过程中，利用过电保护的方式，发电器外部出现短路故障时进行保护，避免短路对发电机造成破坏。过电压还能够避免发电机低负荷时出现绝缘击穿的问题。②重点保护——针对发电机的失磁现象进行保护。根据发电机的中性点、电流、发电机的相位等形成保护模式保护发电机。如果发电机单相接地出现的电流比规定值大时，可以安装接地保护措施进行继电保护。发电机的定子绕组匝间短路，发电机故障位置温度就会升高，对绝缘层造成损坏，影响发电机的运行，因此需要做好保护措施，保证发电机的正常运行。

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        2.3母线继电保护。配电网自动化中母线继电保护的方式主要包括两种：相位对比保护和差动保护。相位对比保护指的是通过相位对比，对电力系统中的母线进行有效保护。例如，某500KV变电站，由于三相空气开关运行中自动跳开，导致U相电容与负载电路的振荡，因负载分压值达到了保护整定值，使其过电压保护动作将线路断路器跳开。该变电站两条母线分别配置一套BP-2A和一套BP-2B母线保护。事故发生后，保护人员迅速对母线保护进行检查，调取集中录波和保护记录实践记录发现，两套母线保护具有异常失灵启动开入。在具体继电保护过程中，增加母线保护中失灵动作延时20~30ms，躲过干扰脉冲和分布电容充电放电过程。考虑到交流量具有正负半周过零特性，以及光耦本身的动作导通门坎范围均能确保在55%~70%U，当交流串入直流正/负端时，每周波内交流量对光耦输入回路产生影响的时间小于10ms。
        2.4配电线路保护。配电线路是配电网系统电能的传输带，起着举足轻重作用，是配电网系统重要组成部分。10Kv线路保护装置应配置距离、零序，电流保护，重合闸装置。对于枢纽变10Kv进线宜增配光纤纵差保护。10Kv配电网馈线应采用过流、速断保护，重合闸装置。对于小电阻接地系统应增加零序电流保护。
        2.5科学配置配电网继电保护装置。当前，我国配电网自动化系统中，继电保护装置的应用功能比较单一，但是在实际应用中继电保护装置无法全面、有效地保护配电网自动化系统，造成配电网运行容易发生多种故障。因此为了保障配电网的安全、稳定运行，不仅要设置有效的继电保护装置，还应科学合理地配置继电保护装置，定期修理和维护继电保护装置。若继电保护装置无法正常发挥作用，很容易造成变压器烧毁问题。基于配电网的安全运行，电力调度人员应选择多样化的继电保护措施，优化继电保护装置配置，坚持先进的管理理念，编制继电保护技术的运行时间表，严格落实，加强继电保护装置应用监督。一旦配电网自动化继电保护发生问题，在最短时间内进行检查维护，采用科学合理的处理解决措施，保障配电网自动化继电保护技术应用的安全性。
        3配电网自动化继电保护技术发展前景
        继电保护技术和计算机网络技术息息相关。实施网络化技术是符合继电保护技术开放性发展要求，既能给继电保护技术提供直观的操作检查范围，又能为继电保护的更新提供有力的支持。发展继电保护网络化有两大优势：第一，可以通过计算机网络模拟，分析出电力系统运行中可能出现的故障，提前预防；第二，一旦事故发生，网络化继电保护装置不但可以反映出故障，也可以反映出故障的起因，具体时间地点，这样更有利于故障的处理。现在人们早已进入了信息化时代，在电力系统的各个组成单位之间可以通过网路实现信息资源共享。运用网络化继电保护技术，还可以简化繁杂的继电保护线路，更便于施工。继电保护技术的智能化发展是现在电力系统发展的必然趋势，我国在20世纪9O年代初，就开始了电力系统保护的智能化研究。如今，电力系统越来越体现智能化的管理模式，在这种管理模式下，既能减少对电力资源的浪费，也能给其他的技术提供无限的空间。近几年来，神经网络、进化规划以及遗传算法等人工智能技术也在继电保护技术中开始研究。特别是在一些大型城市中，神经网络也逐渐在继电保护中模拟进行，这也加大了继电保护技术智能化发展步伐。我国目前为了测量电网电流电压、保护线路和控制运行，不得不将室外的所有变电站设备的控制电缆都引到电力系统的主控室。由于电缆过多，不仅增加了投资资金，而且也让二次回路变得非常复杂。因此，一体化的发展己成必然趋势。一体化装置可以将各方面的数据汇总整理，简化以往继电保护复杂的工作。
        结束语
        综上所述，随着我国电力发展的脚步不断加快，电网结构逐渐复杂化，对相关的配电网自动化继电保护技术的要求也随之提高。就我国目前的情况而言，配电网自动化继电保护技术在运用的过程中还存在着相关配置科学性不高、继电保护配置调度人员对突发事件应对能力不强以及技术人员配置的合理性不足等问题，想要促使电力的不断前进和发展，就需要对这些问题进行及时合理的解决，从而使我国配电网自动化继电保护技术得到更好的发展。
        参考文献
        [1]徐诚,赵泓.配电网自动化继电保护技术分析[J].低碳世界.2018(08)
        [2]刘俊,郑天轩.配电网自动化继电保护技术探究[J].中外企业家.2018(12)
        [3]王绍朋,李宝祥.配电网自动化继电保护技术探究[J].名城绘.2018(05)