电气自动化系统继电保护安全技术应用

电气自动化系统继电保护安全技术应用

董建鹏

福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建 宁德 355000

摘要：

随着电力系统规模的不断扩大、电气设备的复杂性增加，以及对电能质量和供应可靠性的不断提升的要求，保护电力设备免受故障和异常影响变得至关重要。传统的继电保护方法在面对复杂多变的电力系统时显得不足，无法满足实时监测、快速响应和远程操作的需求。因此，电气自动化系统继电保护安全技术应用融合了数字化通信、自动化控制和智能算法，为电力系统的保护提供了全新的解决方案。它不仅能够实现设备的实时监测和远程控制，还能够自动识别故障类型、迅速响应异常情况，并在故障发生时快速切除故障部分，从而保障了电力系统的可靠性、稳定性和安全性。

关键词：电气自动化系统；继电保护；安全技术；应用

引言：

继电保护是电力系统中至关重要的组成部分，通过检测电力系统中的异常情况，以及对这些异常情况做出迅速而准确的响应，以最大程度地减少损害电力设备、确保系统的可靠性，甚至避免停电事故。面对电力系统的运行需求，电气自动化系统继电保护安全技术应用需要更加智能、自适应的策略，在此情况下，通过深入研究电气自动化系统继电保护安全技术可以为电力行业的发展和电力系统的智能化提供更强有力的支持。

一、电气自动化系统继电保护安全技术的特点

电气自动化系统利用现代计算和通信技术，实现了电力系统各个部分的智能化监测、控制和管理，而继电保护作为其中重要的组成部分，通过自动化技术保障了电力系统的稳定运行。继电保护需要准确的电流、电压等数据来判断电力系统是否存在异常情况，而自动化系统通过传感器和监测设备实时采集这些数据，并通过通信网络传输给继电保护装置，实现了数据的及时传递和共享。传统的继电保护可能依赖于人工操作，而自动化系统通过预设逻辑和算法，能够自动判断电力系统的状态，根据预定的保护策略做出快速响应，从而提高了故障检测和处理的效率。

二、电气自动化系统继电保护安全技术应用研究

（一）差动保护技术

差动保护技术的应用可以有效检测电气设备的内部故障，特别是发生在变压器、发电机等重要设备中的故障。差动保护通过比较进出设备的电流或电压差异，判断设备内部是否存在故障，从而迅速切断故障区域，防止故障扩大。差动保护技术利用基于基尔霍夫电流定律的差动电流计算，将设备进出电流进行比较，如果电流差值超出设定阈值，系统判定存在内部故障，触发继电保护动作，切断故障设备。传统的差动保护通常采用硬线连接，但现代差动保护技术已经融入了数字化通信，通过光纤或无线网络传输数据，实现更快速、精确的故障检测和保护响应，并通过智能算法来适应不同工况，以此来加强继电保护，保障了电力系统的稳定运行[1]。

例如，在一座电力变电站中，有一台重要的变压器负责将高压电能转变为低压电能，为周边地区供电。该变压器是电力系统的核心设备之一，一旦发生故障可能导致停电和设备损坏，为了确保变压器的安全运行，该变电站引入了基于电气自动化的差动保护技术。在变压器的进出线路上分别安装了电流互感器，通过硬线连接到差动保护装置，同时采用数字化通信技术，将变压器的电流数据传输至自动化系统。并选用智能差动保护装置，它能够实时接收进出电流数据，并计算电流差值，装置内部存储了变压器的特性参数，以便与实际测量值进行比较。当差动保护装置检测到电流差异超过预设阈值时，它会迅速判断存在内部故障，如变压器绕组短路，自动化系统会发送信号，触发继电器动作，切断故障部分，防止故障扩大。

（二） 跳闸保护技术

在电气自动化系统继电保护安全技术中，跳闸保护技术在电力系统中能够迅速切断受故障影响的部分，以保护设备和维护电力系统的稳定运行。跳闸保护技术基于电流、电压等参数的监测，通过检测到异常情况并触发断路器动作，实现快速隔离故障。跳闸保护技术在电力系统中发挥着至关重要的作用，不仅防止了故障扩大，还有效降低了故障对整个系统的影响[2]。在电气自动化系统中，跳闸保护技术融合了数字化通信和自动化控制，实现了更高效、智能化的故障检测和快速响应，确保电力系统的安全性和可靠性。

以某大规模的区域电网为例，该电网跨越多个子站和变电站的电力传输和分配是一个复杂的任务，该电网引入了基于通信网络的跳闸保护系统，在每个子站和变电站都安装了智能化的终端装置，其中包括了数字化保护装置和通信模块，这些装置能够实时监测电流、电压等电气参数，并通过通信网络将数据传输至主控中心。当电力设备发生故障时，跳闸保护系统能够迅速检测到异常情况。例如，如果一个断路器的电流超过了预设阈值，终端装置会发送警报信号至中央控制中心，中央控制中心接收到警报后，通过通信网络发送跳闸命令至故障设备所在的终端装置，触发断路器的动作，隔离故障部分。

（三）智能化继电保护装置

在电气自动化系统中，智能化继电保护装置具有多重特点，通过融合数字化技术、智能算法和通信能力，使其在电力系统保护领域具备更高效、精确和灵活的性能。智能化继电保护装置能够实时监测电流、电压等电气参数，不仅在故障时迅速作出响应，也可以持续监测设备状态，及早发现潜在问题。智能化继电保护装置配备了先进的智能算法，能够实现故障类型的自动识别和分类，从而准确判断电力系统的异常状态，避免误报和漏报。且智能化装置具备自适应能力，能够根据电力系统的工况和拓扑结构，灵活地调整保护策略，实现最优的故障检测和保护响应

[3]。并且智能化继电保护装置支持数字化通信技术，能够与其他装置、控制中心实现数据交换和远程控制，能够记录故障事件的数据，为后续故障分析和预防提供支持，这有助于识别潜在的设备问题，为系统运行管理提供更高的可视性和远程操作能力。智能化继电保护装置以其智能、自适应、通信和自动化等特点，提升了继电保护的精确性和效率，为电气自动化系统的稳定运行和智能化管理提供了重要支持。

在一个大型城市的地区电网中，包含多个变电站和电力设备，为了实现更高效的运维管理，提高电力系统的可靠性，该地区电网引入了智能化继电保护装置。在每个变电站和关键电力设备上安装了智能继电保护装置，配备数字化保护装置和通信模块，能够实时监测电气参数，如电流、电压等，并将数据传输至远程监控中心。电网配置了高速可靠的数字通信网络，将各个继电保护装置与远程监控中心连接起来，实现实时数据传输和交流。并设立了中央控制中心，运维人员可以通过该中心远程监控电网运行状态、设备健康状况和故障信息。当某个继电保护装置检测到电力系统中的异常情况，如电流过载，它会立即将数据传输至远程监控中心。中心接收到数据后，会自动触发警报并显示相应信息。运维人员可以通过远程监控中心实时查看电网状态，并远程操作设备，比如切断故障部分。基于智能化继电保护装置的继电保护应用极大地提高了运维效率和电力系统的可靠性，有效提升了电力系统的稳定运行和运维效率。

总结：

在电力需求的不断增长的形势下，电力系统面临着越来越多的挑战，因此继电保护技术的作用愈发凸显。继电保护作为保障电力系统设备安全运行的重要手段，需要不断创新和提升，以适应电力系统的快速演化。在实际中需要深入了解电气自动化系统继电保护安全技术的应用，研究继电保护技术的要点，融合数字通信技术和智能算法，提升在继电保护中的自动化水平，以此来加强对电力系统的保护。

参考文献：

[1]李冰阳,王娜.电气自动化系统继电保护安全技术应用[J].中国新通信,2022,24(24):114-116.

[2]刘甲洪.基于电气自动化系统中继电保护安全技术探究[J].电子世界,2020,(17):9-10.

[3]朱兴隆,沈尖锋,潘铭航,刘洁波.电气自动化系统继电保护安全技术的应用研究[J].通信电源技术,2020,37(01):98-99.