电力系统继电保护及其自动化装置可靠性研究

电力系统继电保护及其自动化装置可靠性研究

郭湘军

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摘要：在电力系统的继电保护工作中，自动化设备有着无可取代的地位，它不但可以节省人力的管理费用，还可以及时地检测出设备的缺陷并预测出可能存在的问题，为操作人员提供了一个可靠的资料，降低了检查和维修的难度。

关键词：电力系统；继电保护；自动化装置；可靠性

引言

自动化设备、继电保护设备是电力系统运行中必不可少的重要设备，它们可以准确地对电力系统输出功率、计算变电站供电情况、了解变电稳定状况，还可以有针对性地对电力设备进行整体或局部的管控，从而实现对电力系统潜在的安全隐患的预防与控制，保持电力设备的稳定与长效性运行。因此，在电力系统的运营中，要重点强化对自动化与继电保护设备的可靠性进行分析，并采取相应的对策，从而为电力系统的安全稳定运行打下坚实的基础。

1.电力系统中的继电器和自动控制设备的工作机理

电力系统的继电保护装置，是一种包括测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件等在内的整套自动化设备，它可以为运行值班人员提供各种预警数据和电力信息，通过断路器跳闸的方式，来结束一台不正常的运转的设备，从而可以保护整个电力系统的网络。

继电保护自动化装置主要是通过在出现异常的时候，通过元件的电量变化，来检测电流、电压、功率、频率等信息，或者对变压器油箱所产生的气体和流油速度、油压强度进行判断，得到不同的物理量，进而作出相应的响应，来实现自动化继电保护。自动设备通过对电力系统的操作参数的不同进行判定，对系统的故障性质和范围进行分析，并向用户发送报警信号或者是开关的跳闸命令。在自动设备中，采样单元将经过功率隔离后的可接收信号，转化为用于系统操作的物理量，通过单个或多个传感器对电流和电压进行分析，并将这些物理量传送到下一个识别单元。其中，自动控制设备中的对比判别模块与相应的物理量相关联，通过电流保护模块实现对“速断”、“过电流”的快速判别，并将该判别结果传递给后端的处理部与执行部，其中处理部与执行部完成对该判别模块的接收与对故障的处置。自动化设备的控制和电源需要有独立的交流或直流电，在需要的时候要随着电源功率的变化而进行增减，通常的交流电压为220V，功率在1KVA以上。

2.改进继电器和自动控制设备的可靠性的对策

2.1合理开展接地处理工作

电力系统是由变电站控制，其接地网络连接点不同，在电流强度变化的作用下，电位差会产生波动，接地网络连接点经过的电流越大，电位差数值的差别就会相应增大，相反，则会相应减小。因此，为了增强自动继电器设备的可靠性，必须进行适当的接地处理。所以，在电力系统回路异点接地时，应注意对其电压值进行适当的调整，以降低并联故障的发生。要切实贯彻执行行之有效的接地处理机制，在变电站接地作业中，要对高频同轴电缆进行合理的处置，避免在与地面相连时，电缆另一端发生“暂态高压电”。二次设备上应选择10平方毫米以上的绝缘分支铜导线，与高频电缆屏蔽层、滤波器结构相结合，防止不均衡的电流结构，改善接地效果。在变电控制室中，要通过保护屏的接地铜牌与高频同轴电缆的屏蔽层进行高效的相连，形成整体的保护屏蔽结构，从而增加了自动化继电保护设备的可靠性，增强了有关保护的综合性，对电流强度进行了控制，减少了电位差数据波动所造成的不良影响。

2.2周期性维护，对运行状况进行检验

通过对这些设备的维护与检测，保证了其在自动化电力系统中的正常工作。因此，技术人员应该利用信息化、标准化管理技术，对继电保护设备展开常规的维护和检测，采用人工智能检修、计算机网络检修、模拟人工神经式检修等方式，将继电保护设备与网络连接起来，提升信息收集的效率，保证数据计算和逻辑分析的准确性和有效性。在具体的检修过程中，可以采取月度巡检、季度抽检、年度全检的方式，展开对自动化继电保护装置的工作状况的全面的分析，将异常状况和故障处理的信息综合起来，使用专门的软件来对其进行解释，并对其进行分析，同时与异常状况发生的时间相联系，来对设备的硬件的损坏状况进行检测，并对其进行及时的更新，从而保证自动化继电保护装置可以安全、可靠地运行。在进行常规的维修和检查的过程中，巡检人员要根据自己的实践经验，来对问题做出正确的判断，并主动地学习和掌握最新的专业技术，深入地理解网络检测的有关数据，掌握设备工作状态的准则，科学地对比异常数据和故障代码，研究有针对性的、科学的维修方式，从而在提升维修工作的效率的同时，推动维修工作的信息化发展。

2.3科学配置变压差动保护

变压器是一种控制电力系统交流电压并实施电压变频的电气设备，它可以通过电磁感应的原理来实现电能传递，在自动化继电保护装置中，它可以起到差动保护的作用。由此可以看出，对变压器的差动保护功能进行合理地配置，能够有效地提升电力系统自动化继电保护装置的可靠性。技术人员要在变电站内安装集中式保护装置，并设置备用保护功能，在进行差动保护时，单独安排非电量保护装置，进而与变电站断路器之间的电缆线路相连接，保证电流强度无波动变化。因为光纤线路扮演着重要的信息传递角色，所以当断路器发出跳闸命令后，信息传递就会被切断，这时，变压器的差动保护就会在这个时候生效，并在最短的时间内开始重新开始信息传递。为此，技术人员要在变电站中设置母线差动、分布式通信、同步采样保护装置，通过网络将各种保护装置进行联接，实现自动化、智能化运行，从而达到良好的继电保护效果，保证信号稳定传输。

2.4建立严格人工管理制度

在某些电力系统中，由于存在着数量众多，难以在短期内快速地完成对电力系统的自动监控，所以，通过对电力系统中的手动监控，既可以提升电力系统的总体安全，又可以推动继电保护自动化设备的可靠性提升。但是，随着现代燃煤电厂的不断发展，使得分布式控制系统很可能会发生误动和拒绝动作，从而导致电力系统各种故障的发生。为降低分散控制系统的误动或拒动，管理者必须要有一套严谨的手动管理体系，能够制订出详细的工作规范、准则，对技术人员的检修和维护行为进行约束，防止由于操作不当而导致的电力系统失效。也要根据现实的发展状况，对人力管理的工作进行丰富，对岗位职责进行详细的分工，强化技术人员的安全意识和风险意识，采用奖励与惩罚两种方式，对技术人员的行为进行规范，从而调动他们工作的热情，降低由于人为的主观原因而导致的分散控制系统的误动或拒动，从而提升电力系统继电保护自动化装置运行的可靠性。

结语

总之，继电保护能够保证电力系统安全运行，对异常运行状况及时预警，对电力系统运行进行全面监控。为了提升继电保护与自动化设备的可靠性，管理者需要对其进行合理的布置并进行接地处理工作，对自动化设备的工作状态进行定期的维修检查，对变压差动保护进行科学的配置，并建立严格的人工管理系统，这些都可以对实际工作中遇到的困难进行有效的处理，帮助继电保护技术的创新，加速工业自动化的发展。

参考文献：

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