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現代繼電保護和廠(chǎng)用電自動(dòng)化技術(shù)論文
【摘要】我國現代化電網(wǎng)建設的速度提升，電力工業(yè)發(fā)展快速，這也讓電力安全問(wèn)題重要性日益提升，國家也十分重視整合電力網(wǎng)絡(luò )的正常工作。當前對于繼電保護技術(shù)的研究一直沒(méi)有停止，以往的繼電保護技術(shù)也無(wú)法滿(mǎn)足當前電力發(fā)展的需要，所以，就需要應用現代繼電保護技術(shù)，讓電力系統能夠穩定運行，本文分析了現代繼電保護和廠(chǎng)用電自動(dòng)化技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】現代繼電保護；廠(chǎng)用電；自動(dòng)化技術(shù)
當前電力系統不斷發(fā)展，這也對繼電保護以及企業(yè)廠(chǎng)用電自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求，同時(shí)計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的高速發(fā)展，也給其不斷注入活力。因此，需要科學(xué)有效的應用現代繼電保護自動(dòng)化技術(shù)，充分發(fā)揮出其作用。電力系統能否正常運行，直接關(guān)系到配電、發(fā)電系統以及電壓變換系統等的運行情況，所以，如果出現短路問(wèn)題，就會(huì )讓整個(gè)系統都陷入癱瘓，進(jìn)而影響供電質(zhì)量，甚至會(huì )出現安全事故，所以提升繼電自動(dòng)化技術(shù)十分重要，通過(guò)對其進(jìn)行應用，能夠高效的對線(xiàn)路故障進(jìn)行自動(dòng)切斷，進(jìn)而讓電力系統正常運行。
1、現代繼電保護自動(dòng)化技術(shù)的應用
1.1在發(fā)電機中的應用
發(fā)電機是電力系統中不可或缺的一部分，所以，要想確保發(fā)電機的穩定運行，就需要有效的應用繼電保護自動(dòng)化技術(shù)。
1.1.1重點(diǎn)保護法
隨著(zhù)發(fā)電機使用時(shí)間的增加，其在運行中就會(huì )容易出現故障，特別是容易出現失磁故障，如果發(fā)生這一故障，就需要檢修人員在檢修的過(guò)程中把重點(diǎn)放在發(fā)電機上，要采取接地保護技術(shù)，進(jìn)而防止系統出現短路的問(wèn)題，解決發(fā)電機接地電流問(wèn)題，讓系統能夠安全平穩的運行。
1.1.2備份保護法
對發(fā)電機采取繼電保護自動(dòng)化技術(shù)之后，系統能夠按照發(fā)電機的具體運行情況進(jìn)行有針對性的防護，在運行中出現故障的同時(shí)，系統就能夠及時(shí)的將電源切斷，防止對發(fā)電機造成更嚴重的損壞。這樣就可以防止出現一些發(fā)電機外部問(wèn)題，及時(shí)對故障范圍進(jìn)行控制。
1.2在線(xiàn)路保護中的應用
在電力系統中應用繼電保護自動(dòng)化技術(shù)，還能夠對線(xiàn)路進(jìn)行保護，就電力系統的自身本質(zhì)來(lái)說(shuō)，其內部線(xiàn)路構造較為復雜，線(xiàn)路是電力系統運行中不可或缺的載體，不管是發(fā)電機還是變壓器等，要是沒(méi)有線(xiàn)路連接，那么就算是設備功能性再好，也不能進(jìn)行有效的運行，因此，就需要注重對于線(xiàn)路進(jìn)行保護。在線(xiàn)路保護中，主要就是要保護線(xiàn)路實(shí)際接地環(huán)節，當前線(xiàn)路在接地時(shí)要想提升接地保護的保護效果，就需要做到幾點(diǎn)：首先，要增加零序功率，如果產(chǎn)生接地故障，使得零序功率的方向發(fā)生改變，通常零序功率都有比較小的波動(dòng)，所以，對接地故障的預測以及保護具有優(yōu)勢；其次，增加零序電流，如果產(chǎn)生接地故障，就能夠讓零序電流的速度提升，在這一過(guò)程中的操作敏感性較強，這樣就能夠在第一時(shí)間切斷電源，進(jìn)而對電力系統進(jìn)行有效的保護；最后，增加零序電壓，一般電力系統較為穩定，只要是正常的操作不會(huì )出現零序電壓，但是如果產(chǎn)生接地故障，那么就會(huì )讓對應的零序電壓產(chǎn)生，其能夠對零序電壓進(jìn)行有效的降低，進(jìn)而及時(shí)的進(jìn)行報警，在收到警報之后，維護人員就可以觀(guān)察電壓表數，進(jìn)而做出合理的判斷，明確接地故障的實(shí)際情況。
1.3變壓器繼電保護
變壓器在電力系統中具有重要作用，是其中的核心設備，其運行的情況會(huì )直接影響到電力系統整體的運行穩定情況，當前變壓器的繼電保護主要包括三種：
1.3.1接地保護
直接接地保護變壓器應用的是零序電壓保護方案，是將零序保護裝置安裝到變壓器的接地線(xiàn)上，對于不接地保護的變壓器，就可以采取零序電壓的方式進(jìn)行保護。1.3.2瓦斯保護當變壓器油箱產(chǎn)生故障的情況下，在電弧的作用下，會(huì )讓絕緣材料以及絕緣油分解，進(jìn)而導致出現危險氣體，其具有易燃易爆的特征，所以，在電壓器保護上，就要注重瓦斯保護，其在油箱產(chǎn)生閃絡(luò )電弧故障的時(shí)候，繼電保護裝置就可以在第一時(shí)間將變壓器的電源切除，進(jìn)而發(fā)出告警信息。
1.3.3短路保護
其包括兩種，即過(guò)電流以及阻抗保護，前者就是把電路繼電保護裝置安裝到變壓器電源的兩側以及時(shí)間元件上，電流元件在達到動(dòng)作值和時(shí)間后會(huì )把電源切掉；后者就是在對線(xiàn)路設備進(jìn)行保護時(shí)，偵知保護安裝點(diǎn)至故障點(diǎn)間的阻抗值，達到動(dòng)作值和時(shí)間后也會(huì )跳閘斷路。
2、廠(chǎng)用電自動(dòng)化技術(shù)
廠(chǎng)用電電氣自動(dòng)化包括兩部分，分別是廠(chǎng)用電起動(dòng)策略控制以及廠(chǎng)用電配電系統微機保護測控技術(shù)。其設計就是要全面利用計算機的優(yōu)勢，對各種運行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，且依據預定策略調整定值、對自起動(dòng)負荷進(jìn)行跟蹤調節，或者是依據繼電保護及控制的要求采取實(shí)時(shí)控制，利用通信技術(shù)能夠將各種信息以及上級調度令進(jìn)行上傳或者是下發(fā)。每個(gè)電子自動(dòng)化裝置就是安裝在相應的配電裝置的開(kāi)關(guān)柜上的，利用通信技術(shù)可以有效的組織所有的自動(dòng)化裝置，進(jìn)而形成一個(gè)健全的DCS系統，就可以實(shí)現測量、保護以及控制的功能；保護測控裝置能夠對電氣會(huì )理中的各方面進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測，且能夠聯(lián)系直流監控和其它智能電器，在電廠(chǎng)的總體控制系統中，其和分布式控制系統的遠程I/O的地位是相同的，分布式控制系統能夠對電氣回路中的相關(guān)數據進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測，進(jìn)而實(shí)現遠方相關(guān)功能，如，遠方保護定值、信息復歸、負荷的遠方控制等。在低壓重要回路上，要是低壓采取智能型開(kāi)關(guān)，那么就可以利用通信方式對電氣量進(jìn)行采集，做到遠方控制，如果采用的開(kāi)關(guān)不是智能型的，就需要對控制裝置進(jìn)行測量，采集電氣量且還需要向開(kāi)關(guān)送出跳合閘節點(diǎn)。就單元機組來(lái)說(shuō)，發(fā)電機、鍋爐、廠(chǎng)用電系統以及汽機是一個(gè)整體，因此不會(huì )獨立安排電氣操作員站，要想對設備的運行情況進(jìn)行了解和掌握，只需要在必要的情況下在繼電保護環(huán)節安裝一臺只監視不控制的終端就可以。以后對發(fā)電機勵磁系統、發(fā)電機出口高壓開(kāi)關(guān)、自動(dòng)準同期系統等也能夠利用通信管理單元進(jìn)行DCS的接入，這樣做就能夠對分布式控制系統進(jìn)行簡(jiǎn)化，只需要做到高層次的邏輯控制功能以及管理數據，剩下的操作邏輯就可以交給電氣自動(dòng)化裝置來(lái)完成。DCS系統應用的是標準通用的軟件和硬件環(huán)境，結構為開(kāi)放式，網(wǎng)絡(luò )使用Ethernet或者是Profibus。
Ethernet的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構能夠結合具體情況選擇網(wǎng)絡(luò )，包括總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )和星形網(wǎng)絡(luò )等，其在某處節點(diǎn)發(fā)生故障的情況下，只需要點(diǎn)擊退出網(wǎng)絡(luò )，就可以讓剩下的結點(diǎn)不受到損壞。要想確�？刂葡到y的實(shí)時(shí)性，可以采取兩種措施來(lái)達成：一種是對節點(diǎn)的數目進(jìn)行限制，進(jìn)而減輕系統的負載情況，讓其更好的運行，另一種就是應用交換以太網(wǎng)技術(shù)，可以在沖突域中將那些實(shí)時(shí)要求的域分離開(kāi)，這樣的方式是對外來(lái)通信量進(jìn)行消除，進(jìn)而可以有效提升信息傳輸的速度及質(zhì)量；系統通信協(xié)議使用的是IEC61850，其和IECTC57電力系統的通信協(xié)議體系要求是相適應的，前者是IEC870-5的超集，能夠把Profibus進(jìn)行映射和包容，其優(yōu)勢就是在開(kāi)放性以及適應性較好。方案示意圖中的SNET級中的OPS和ENS，如果分布式控制系統和ECS系統的生產(chǎn)廠(chǎng)家不一樣時(shí)，就需要進(jìn)行設置，而如果二者的生產(chǎn)廠(chǎng)家相同時(shí)則沒(méi)有必要，這樣做就是要對上層系統結構進(jìn)行簡(jiǎn)化，進(jìn)而為調試電氣系統提供便利。
和當前的電氣進(jìn)分布式控制系統方式對比，利用微機測控保護裝置接入分布式控制系統具備其優(yōu)勢，這主要體現在：第一，電氣自動(dòng)化設備是在各個(gè)電氣間隔分布的，實(shí)現了分布上的分層化，進(jìn)而極大提升系統的可靠性；第二，各個(gè)自動(dòng)化設備可以在底層就完成保護和測控，其電力系統是獨立運行的，因此，就算是通信終端也不會(huì )對其造成影響，且其實(shí)時(shí)響應的速度也比較高，減少了分布式控制系統的硬件設備數量，進(jìn)而讓該系統的負荷減輕，提升運行效率；第三，數據交換變成計算機通信方式，這讓其抗干擾的水平提升，損耗的電纜也少，可以節約很多的電纜，這就可以減少敷設電纜的工作量，相應的能節省很多的安裝費用，結合變電站自動(dòng)化經(jīng)驗以及費用因素，該系統在性?xún)r(jià)比方面存在較大的優(yōu)勢；第四，對二次設備進(jìn)行簡(jiǎn)化，系統更加明確，在運行及檢修系統方面較為便利；第五，過(guò)去只有重要的電氣量才可以進(jìn)入到分布式控制系統產(chǎn)情況，但是采取微機測控保護裝置進(jìn)分布式控制系統后就可以做到電氣自動(dòng)化，這極大的提升了運行及管理的效果，為減少員工增加效益奠定了基礎；第六，讓電氣和分布式控制系統的控制能力一樣，能夠滿(mǎn)足技術(shù)發(fā)展的要求，電氣保護控制是一步到位的，這就防止再次改造，可以節省投資；最后，因為應用了微機保護，所以在保護定值修改方面可以實(shí)現智能動(dòng)態(tài)化修改，遠方就可以進(jìn)行修改，這促進(jìn)了運行的發(fā)展，讓自起動(dòng)的成功率得到提升。
3、結束語(yǔ)
綜上所述，電力能源是我們生活和生產(chǎn)中不能缺少的重要能源，因此，讓其能夠持續穩定供應十分重要。在電力系統繼電保護工作中避免出現操作失誤的問(wèn)題，這就需要應用繼電保護自動(dòng)化技術(shù)，讓電力系統能夠平穩的運行。
參考文獻
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