淺議繼電保護自動化在電力系統中的應用與發展趨勢

吳少強

摘 要：回顧了我國電力系統繼電保護技術發展的過程，概述了繼電保護技術的成就，并提出了未來繼電保護技術發展的趨勢。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；現狀；發展

電力資源關系著國家的國計民生，而且在進步經濟快速發展的形式下，對電力能源的使用量與日俱增，如果電力系統安全出現問題，將會嚴重影響社會的生產和人們的生活。繼電保護自動化技術的應用于發展，對電力系統來講，其重要程度不言而喻。繼電保護自動化技術可以很好的監控運行中的故障，如果電力系統中的一次設備突然發生故障，其能迅速找到故障元件，同時將其和整個電路分離開來，以確保整個電路的安全運行。

1 繼電保護自動化技術簡介

1.1 繼電器的構成和原理

繼電保護裝置由測量模塊、執行模塊還有邏輯模塊構成。繼電器的工作原理是測量模塊先接收輸入信號，輸入信號是電力傳輸系統保護對象產生的信號，將測量信號與相應的定制進行比較，然后將對比結果傳到邏輯模塊。依據測量模塊輸出值的次序、大小及性質參數進行邏輯運算，依據邏輯模塊得出邏輯值判斷動作的準確性，這就是繼電器內邏輯模塊的作用。

1.2 繼電器的類型

根據不同的劃分標準，繼電器被分為如下幾個類型：（1）按結構結構形式繼電器分為電磁型、感應型、靜態型及整流型燈幾個類型。（2）按繼電器的的作用分為測量和輔助兩個種類。

1.3 電力繼電保護技術現狀分析

雖然我國繼電保護研究水平較西方發達國家而言，還存在著一定的差距，但不可否認的是，我國在微機繼電保護的保護軟件和算法方面，也取得的顯著的研究成果，而該成果在具體實踐過程中的廣泛應用，也把我國的電力事業推向了一個新的發展高度，有效促進了我國電力系統的平穩運行。我國電力事，業在繼電保護技術方面的發展與前景將是十分廣闊的。而當前我國普遍應用的繼電保護技術，即為微機繼電保護護技術。該技術是以微型計算機為基礎結構來構成繼電保護的，其無論是在功能性還是在靈活性上，都具有傳統繼電保護無法比擬的優點。另外，隨著時代的發展，越來越多的新技術都在微機繼電保護的領域中得以有效應用。首先便是人工神經網絡技術的應用。將人工神經網絡理論運用到繼電保護的領域中，不僅有利于分析配電網的線損問題，還可以解決電力系統中的非線性問題。其次就是IT技術的應用。IT技術在微機繼電器保護領域中的應用，有效促進了繼電器多功能一體化的實現。

2 繼電保護自動化技術在電力系統中的應用

繼電保護自動化技術在電力系統有四大方面的應用

2.1 繼電保護自動化技術在母線保護中的應用。母線繼電保護主要包括兩種，即相位對比保護以及差動保護。相位對比保護指的是通過相位的對比方式，提高系統保護母線的可靠性和有效性；差動保護是將特點以及變化都一致的電流互感器設置在母線元件上，當系統母線側邊端子和二次繞組進行連接之后，再將繼電保護裝置安裝在系統母線差動位置。在大電流接地過程中，通過三相連接的方式實現；小電流接地過程中，在相問短路中設置系統母線保護，然后通過兩相連接的方式實現。繼電保護自動化技術在發動機保護中的應用。

2.2 繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用

繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用主要包括以下幾個方面：（1）短路保護，變壓器短路保護包括阻抗繼電保護和過電流繼電保護，阻抗繼電保護主要是通過利用變壓器阻抗元件產：生的保護作用，阻抗元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，以此實現對變壓器的保護；過電流繼電保護主要是在變壓器電源兩邊電源和時問元件中安裝過電流繼電保護裝置，電流元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，進而實現對變壓器的保護。（2）瓦斯保護，當變壓器的油箱出現問題時，在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會發生分解，產生有害氣體，通過采用瓦斯保護，當油箱出現上述故障時，能夠自動的肩動保護動作，將變壓器電源切斷，同時發出警報信號通知維護人員趕到故障地點進行處理。（3）接地保護，對于不接地變壓器保護，應該采取零序電壓保護措施；對于直接接地變壓器保護，應該采取零序電流保護。

2.3 繼電保護自動化技術在發電機保護中應用

繼電保護自動化技術在發電機保護中應用主要包括兩個方面：（1）重點保護，如果發電機定子繞組匝間發生短路故障，將會導致發電機的故障部位溫度上升，破壞絕緣層，威脅發電機的安全運行，通過在定予繞組內安裝匝問保護裝置，能夠有效的防止定子匝間短路故障的發生；如果發電機的單相接地產生的電流超過規定值，通過安裝接地保護裝置能夠對發電機進行繼電保護。通過將發電機中性點、電流、相位進行相互結合，能夠形成縱聯差動保護，實現對發電機的保護；（2）備用保護，過電壓保護能夠有效的防止發電機自負荷較低的狀況下發生絕緣被擊穿的現象；過電保護能夠有效的實現對外部短路故障的保護，防止發生短路破壞發電機；當發電機定子繞組發生低負荷問題時，繼電保護裝置能夠自動切斷電源，并發出相應的報警信號，實現對發電機的保護。

2.4 繼電保護自動化技術在線路接地保護中的應用。電力系統的線路錯綜復雜，接地方式也相對較多，因此電力系統的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地，當出現大電流接地時，應該立刻切斷電源，防止接地故障對電力系統造成的破壞；當發生小電流型接地時，繼電保護裝置會發出報警信號，電力系統在一定時間內依然可以運行。

3 電保護自動化技術的未來發展趨勢

繼電保護自動化技術的未來發展趨勢主要包括以下幾個方面：（1）智能化，近年來，人工智能技術在電力系統繼電保護自動化中得到非常廣泛的應用，例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經網絡等，通過將這些人工智能技術應用在繼電保護自動化系統中，能夠保證繼電保護自動化系統正確判別故障，并具有智能化解決復雜問題的能力，進而實現繼電保護的智能化。（2）網絡化，計算機網絡技術在國家經濟建設以及能源發展中發揮了至關重要的作用，通過將網絡化技術應用在電力繼電保護系統中，利用計算機網絡能夠將主要設備的繼電保護裝置連接在一起，創建（3）計算機化，隨著計算機技術的快速發展，自動化芯片控制的電路保護硬件已經從16位單CPU結構發展為32位CPU微機保護結構，顯著的提高了繼電保護的性能以及響應速度，繼電保護自動化系統的計算機化已經成為不可逆轉的發展趨勢。

結束語

通過上述對繼電保護自動化技術的應用分析，可以說繼電保護的作用電力系統的雷達與哨兵，在實時監控過程中，可以對整個電力運行情況進行監督.出現故障會立即講行報警.值班人員會及時進行維修和處理，提高了監督和處理問題的效率，降低了二次故障的發生率，保證電網運行的可靠性。隨著我國科學技術的不斷研究進展及突破，我國繼電保護自動化技術方面一定會有新的科學發展。

參考文獻

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