论继电保护技术在电气主设备上的应用

论继电保护技术在电气主设备上的应用

许倩

国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什市  844000

摘要：电气设备的运行效率更加明显，电气保护装置更加完善。我国电力系统继电保护装置将逐渐朝着智能化的方向发展，继电保护的作用也将不断的扩展，其灵敏性、安全性都得到提高。为了促进我国电力企业的发展安全，对继电保护装置的分析将进一步的完善与加强。

关键词：继电保护技术；电气主设备；应用

1电气设备继电保护模式和原理

电网设备继电保护模式为双重化配置与主后一体化，同时提供双重化的保护规定。其主要原理是通过对电气主设备故障中的电磁暂态过程、TA饱和特性以及故障的深入分析来实现电气保护。其中，差动保护是利用电流互感器两端的电流差实现动作，判断系统故障，实现对输电线路和电气设备进行保护。目前常用的差动保护为两折线比率差动、三折线比率差动、标积制动式差动和采样值差动。

2电气主设备保护的现状

2.1主设备保护的双重化配置

双主双后的双重保护配置方案，近年来逐步应用到主设备的保护当中，尤其是国家相关文件的下发。国电调[2002]138号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》在继电保护过程当中，双主双后保护方案已经成为主设备保护和研发设计的基本指导准则，为现场运行提供了极大的便利，针对每一个被保护对象，都有2套独立的保护设置，每套保护设置包括了主后备保护和cpu系统。2个cpu系统之间可以进行自检和互检，这种配置方式能够有效的解决保护拒动和误动的矛盾，通过双重化配置，直接解决了拒动问题，有效的缓解了双cpu系统“与”门出口解决了硬件故障问题，如今，这种双重化配置已经应用到主设备保护上，极大的提升了主设备保护的运行水平。

2.2设备保护的新原理

对于主设备保护，需要通过故障过程的监测来判断设备内部发生了一系列的故障，例如，电磁暂态研究，内部故障理论分析，场景动态模拟以及数字仿真系统等，通过这些新型设备的应用，可以模仿出故障发生的实际场景，并针对其中的问题制定有效的防治措施，在当前的研究领域已经提出了一些新型的保护原理，一是差动保护原理，二是磁力涌流，并且在实际的生产操作过程当中得到了广泛的应用，差动保护原理利用常规的两折线和三折线的比率差动以及标机制动差动等，励磁涌流为了判别励磁涌流的状况都是通过涌流波形与短路电流波形的不同特征来区分励磁涌流与短路的，对于各种故障的判别都需要对其发生的状况以及发生条件进行综合的探究。

3电气主设备保护的基本内容

继电保护技术以计算机为依托，实现了智能化和自动化技术，为电力系统的发展提供了优质的条件。人工智能化技术也无法完全解决电气设备故障，但不可否认具有一定的效果，如近年来研究的回路法可以有效的计算系统故障位置，为系统故障的解决提供了条件。首先，其主要技术为双重化配置与主后一体化。电气设备继电保护技术是随着电气主设备的发展而发展，最常用的方式为双主双后保护配置，在保护中增加了相应的规范，使继电器可以实施双主双后保护方案，提供继电保护功能，也最大限度的确保设备的运行稳定。主设备继电保护原理也随着继电保护的技术的发展而出现了变化，其中实现电气设备故障处理的处理主要有电磁暂态过程、内部故障和ＴＡ饱和特性。其中主设备保护是在差动保护的基础上行实施，差动保护具有几种不同的内容，如两折线比率差动、采样值差动、三折线比率颤动和标积制动式差动，差动保护是最基本的继电保护雏形，应用广泛且效果明显。励磁涌流是依靠涌流波形和短路电流波形之间特征来分析电路是否存在短路现象，其特点在于如设备存在故障并且跳闸时，保护动作时间延长或者离散度增大。ＴＡ饱和是继电器保护中不可避免的问题，尤其是在大型电力系统中，主要是由于电流分周期分量衰减时间常数增大，初夏差动保护，使设备的ＴＡ传变呈现出不一致或者是不饱和状态。在变压器使用中，ＴＡ饱和发生概率高，并且易引起周边小区故障，或者差动保护装置的误动，ＴＡ饱和可以用来判断母线近端区外故障，具有效果明显，成本低等特点。

4继电保护技术在电气主设备上的应用

4.1保护装置一体化

保护装置一体化是电气主设备继电保护未来的发展方向，可实现资源共享，也就是在同一个设备或者装置中，可包含所有被保护元件的模拟性，并借助电气量对保护逻辑的判断来试下故障判断和差动保护，其安全性和灵活性均有所提高。此外，采用主后继电装置一体化，可进行故障录波和后台分析，准确判断每一节点的故障，并且对整个单元具有模拟和控制作用。准确记录数据并提供故障分析解决方案。在电气主设备实施主后双重保护后，一体化装置的需求明显增加。如主后共用一组TA，则会降低其断路可能性，同时一体化减少了装置数量，设备影响因素减少，差动发生率将会降低。

4.2新型电流互感器

传统的差动保护电流互感器主要为电流互感器和电磁互感器，随着科技的发展，开始出现光电流互感器，光电压互感器等。无论是结构上，还是在功能上，均进行了更新。如光电压互感器以简洁的结构、较大的动态范围获得认可。当然，这一技术目前尚在研究之中。主要研究和应用方向为远距离电力输出，可以有效防止电位升高。

4.3智能化与数字化技术

智能化和数字信息化将成为未来电气主设备继电保护的主要方向之一。但是当下，继电保护的主要方向依然是保证安全性，在此基础上，已经开始出现神经网络，遗传算法等智能技术，进而保证继电保护的效率。神经网络可以准确判断设备故障位置，并且可以提供高质量的故障解决方案，甚至可以实现在无人工下的故障解决。智能数字处理技术的应用将进一步实现资源共享和电气设备一体化，提高设备的运行稳定性和安全性。

4.4故障分析技术

在新的电气主设备继电保护装置中很可能会应用故障分析技术。如果应用故障分析技术在电气主设备继电保护装置中，主设备继电保护装置就会具备故障录波功能。故障录波功能可以将继电保护装置发生故障的整个过程准确的记录下来，也能够准确的记录继电保护装置所做的每个保护动作。然后将主设备继电保护装置出现故障的信息发送到电气丰设备继电保护网络监控系统上，通过分析继电保护装置的保护动作是否准确，进而准确的找出故障发生的真正原因。

4.5自适应技术在继电保护中的应用

自适应继电保护已经在我国电网输送中开始尝试使用。其核心思想是使设备能够使用变化的系统运行，进而提高自我防护能力。在电气主设备继电保护过程中，其保护为定值，但与系统的变化之间存在一定的自适应关系。这样可以减少误动，提高故障判断效率。自适应技术的应用如发电机失步保护和变压器零序保护等。在电力技术和信息技术更新的技术上，我国可以采用部分的自适应技术，可以满足电力发展需求，但是对于深入的自适应技术，是否能够在电力设备运行中使用，值得研究，只有保证安全的自适应技术才能在电力系统中应用。

4.6信息网络化

电力系统和电力设备的监控需要主设备拥有强大的通讯功能，以便实现对故障的实时通报，实现报文管理和数据故障的处理。通过智能云系统实现对电力设备的系统化管理，使用高速度大容量的处理器和总线保护设计装置，使得保护系统具有更强的数据处理功能，实现信息化网络化的管理。主设备保护除了需要在动作上进行网络上传之外，还需要对数据进行实时的收集与监督，根据系统的运行方式，提供数据转换为设备的保护以及监督提供有效的数据依据，保证系统的安全稳定。

5结语

总之，随着电力系统容量的不断增大，覆盖范围越来越广，为了更好的进行各元件的继电保护，防止危险事故的发生，必须从电力系统的全局出发进行继电保护的相关研究，防止出现大面积的停电等严重事故，为我国电力系统的运转与发展创造良好的条件。

参考文献：

[1]李焯榕.电气主设备继电保护技术论述[J].科研，2017（2）：229.

[2]车朝刚.继电保护技术在电气主设备上的应用实践[J].南方农机，2018（1）：175—176.