电气主设备继电保护技术解析

【摘 要】随着社会经济的发展和科学技术的进步，一些新科技成果和工艺技术已逐步渗透到电气主设备继电保护过程之中，对保障电力系统的安全运行具有至关重要的作用。本文着重对电气主设备继电保护技术进行解析。

【关键词】科技成果；电气主设备；电力系统；解析

引言

随着经济的快速发展和科学技术的进步，特别是电子技术、计算机技术和通信技术的发展，电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期。电气设备的继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其应对突发事故的措施。对于电力系统的正常和安全运行起到了举足轻重的作用，在电力资源日益紧张的今天，加强对电气主设备继电保护技术的研究，具有一定的现实意义。

1 电气主设备继电保护的现状

对电气设备中的继电保护进行研究，主要是针对电力系统中的各种故障及可能危及到电力系统安全运行一些不良情况而言的，通过研究相关的对策反事故来实现其自身自动化保护的一种有效措施。在实践中，主要是用一些有触点的继电器来实现对电力系统及其各元件，比如变压器、变压器以及输电线路的保护，以免遭受各种损害，因此称之为继电保护。较之现代高压或超高压线路的继电保护而言，传统的发电机、母线、变压器以及并联电抗器等大型继电保护装置，总是表现出一定的滞后性。

1.1 主设备保护中的主后一体化与双重化配置

在实际工作中，不同的情况需要采用不同的配置，一般而言，双主双后保护模式主要是针对单一的一个被保护对象而言的，需要配置上两套相互独立的保护设备。每一套继电保护装置都包含着主后设备保护，且每一套保护系统都是由两个中央处理器构成的。两个中央处理器系统之间还可以进一步实现自检与互检；出口采用的是两个中央处理器模式，同时还将一个“与”门作为出口。从形式上来看，该方案概念比较清晰，而且能够有效地解决了继电保护中的拒动或者误动之矛盾。从电气主设备继电保护实践来看，已经大幅度的提高了其安全保护的运行水平。

1.2 主设备保护的新原理

从实践来看，TA饱和问题已经成为当前电气主设备继电保护过程中必要面对的一个客观难题，因大型发电机设备的变压器组具有较大的容量，因此故障电流的非周期性分量衰减的时间常数相对就会增大，很可能会导致差动保护不同侧的TA传变暂时出现不一致或者饱和现象。对于大型发电机设备的变压器而言，其每一侧的TA性质也不尽相同，这也非常容易导致TA饱和，进而造成区外故障时的差动保护误动；当母线的近端出现故障时，则TA会出现严重的饱和现象。针对 TA饱和问题，国内外也提出了一些识别 TA饱和的办法：采用附加额外的电路来检测 TA饱和，缺点是现场工程应用很不方便；提高定值，缺点是降低了内部故障的灵敏度；采用流出电流判据的标积式比率差动，理论计算表明当发电机发生某些内部故障时，也有流出电流，存在拒动的可能性。目前来看，电气主设备继电保护中主要有常规两折线和三折线比率差动、采样值差动以及标积制动式的差动等几种类型；而对于励磁涌流而言，目前电气工程中所用到的励磁涌流判别原理，主要是从涌流的波形和短路电流的波形上来判断的，因为其具有不同的特征，所有可以区分出励磁涌流和短路情况，实践中，当不同的涌流判别原理同时具有故障合闸时，总是会表现出继电保护动作延时或者动作用时离散度比较大等缺点。

2 电气主设备继电保护技术

2.1 故障分析技术

新一代主设备保不仅都具有自己独特的故障录播功能，而且要采用故障分析技术。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主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。

2.2 网络化技术

随着科技的进步，保护装置也逐渐实现保护信息化、网络化设计。网络化发展不断加快的同时，电力企业自然会使用计算机操作机器设备，实现电力企业网络化发展模式，可有效的提高电力企业的工作效率，对提高电力企业的经济效益具有重要作用。电气主设备继电保护装置也会应用计算机来进行管理，建立电气主设备保护网络系统。比如建立主设备保护网络监控系统，使主设备保护具有通信功能，进而通过网络监控系统实现主设备继电保护装置的动作管理！故障数据处理以及电流定值整定等，实现了电气主设备继电保护的网络化管理。电力企业通过建立电气主设备保护网络系统使电气主设备具有网络通信功能，可以清楚的看到主设备继电保护装置的运行状况，当主设备继电保护装置出现问题时可以通过监控系统及时发现，且能够有效的处理问题，以保证主设备继电保护装置的正常运行。

2.3 新型光电流互感器、光电压互感器的应用

在目前的继电保护工作中，逐渐开始运用一些新型的技术和设备，传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器，具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大，远距离传送造成电位升高等问题。新型光电流互感器（OTA）、光电压互感器（OTV）相对于电磁式TA具有明显的技术优势：不存在饱和问题，频率响应宽，动态范围大，在很大的电流变化区间内保持线性变换关系；实现了强电和弱电的完全绝缘隔离，具有很强的抗电磁干扰能力；不存在二次开路的问题，二次输出值较小，适合与保护直接接口"因此其将成为主设备微机保护的发展趋势。

2.4 自适应技术

自适应继电保护能够适应电力系统的各种变化，可以有效地满足不同场合及条件的使用。自适应技术的应用，可以使电气继电保护装置充分的适应电力系统发生的变化，有效的提高了主设备继电保护的性能。在目前所有应用的主设备继电保护装置中已经体现了自适应功能。比如变斜率比率差动保护中的制动性能就体现了自适应功能。在电气主设备继电保护装置中实现自适应技术，必须要有通信技术和信息技术的配合，才能真正发挥电气主设备继电保护装置的自适应功能。由此可见，电气主设备继电保护装置在未来的发展过程中很可能会应用自适应技术应技术。

2.5 智能化与数字化技术

如果只是传统电气主设备继电保护设备很难独自可靠地保证电力系统的稳定性，为了更好的保证电力系统的稳定运行，应该实现主设备继电保护的智能化和数字化。比如运用神经网络，遗传算法等智能化技术，可有效的发挥主设备继电保护装置的性能。当主设备继电保护装置出现障时，应用神经网络可以准确的判断出故障类型以及发生故障的具置，可以帮助电力工作人员第一时间处理故障，保证主设备继电保护装置正常运行；然而，遗传算法具备独立解决复杂问题的能力，应用于主设备继电保护装置中可以及时发现设备出现的故障，并且能够合理的解决问题。

由此可见，电气主设备继电保护装置在未来的发展过程中很可能会实现电气主设备继电保护装置的智能化和数字化，通过应用智能技术和数字技术处理电气主设备继电保护装置出现的故障。

3 结束语

随着科技及电力行业的发展，随着国家对电力系统安全可靠运行的要求。电气主设备继电保护技术对于电力系统而言非常的重要，而且随着社会经济及科学技术的不断发展和进步，一定会有更多先进的主设备继电保护技术陆续应用于电气主设备继电保护之中，从而为提高电气主设备继电保护装置的可靠性、灵活性、快速性以及保证电力系统的稳定、安全运行保驾护航。

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