論我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀與對策

摘 要:電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在新的形式是面臨新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，如何使我國的電力系統(tǒng)走上良性循環(huán)，更好的實(shí)現(xiàn)我們的可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)，不能不重視繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀，為此在分析繼電保護(hù)概念任務(wù)及原理的基礎(chǔ)上，對我國繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀做出考察研究，并提出相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展對策

中圖分類號(hào):TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)08-0038-02

1 繼電保護(hù)的概述

(1)繼電保護(hù)的概念:繼電保護(hù)能夠保證電力系統(tǒng)的可靠性，并最大限度的使可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)，所謂可靠性就是由于城市及農(nóng)村電網(wǎng)的配電系統(tǒng)覆蓋面廣，運(yùn)行的環(huán)境又相對復(fù)雜，加之各種天災(zāi)人禍的影響，往往會(huì)導(dǎo)致電氣故障的發(fā)生，這個(gè)時(shí)候繼電保護(hù)就要出來英雄施救，發(fā)揮他的可靠性功能，電力系統(tǒng)發(fā)生故障往往會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)影響，繼電保護(hù)就是最大限度的來消除這種影響。繼電保護(hù)的概念必須具體到繼電保護(hù)裝置，所謂繼電保護(hù)裝置就是指一種保護(hù)電力系統(tǒng)的措施和裝備，也就是當(dāng)電力系統(tǒng)的電力元件諸如發(fā)電機(jī)、線路等或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障，繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)的控制斷路，發(fā)出跳閘命令，最終達(dá)到規(guī)避危險(xiǎn)的目的。

(2)繼電保護(hù)的原理:繼電保護(hù)要求當(dāng)電力系統(tǒng)的某一處電氣設(shè)備出現(xiàn)故障而不能正常工作時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠發(fā)揮作用，及時(shí)的并且有選擇性地把故障設(shè)備從系統(tǒng)中除掉，以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，這種保護(hù)裝置所根據(jù)的原理是:

①反映電氣量保護(hù)。例如在電流增大時(shí)進(jìn)行保護(hù)，或者電壓降低時(shí)構(gòu)成低電壓保護(hù)，或者當(dāng)電流與電壓的相位角發(fā)生變化進(jìn)行方向保護(hù)，或者對電流與電壓所構(gòu)成的比值進(jìn)行保護(hù)等。

②反映非氣量保護(hù)。如當(dāng)溫度、壓力、流量等發(fā)生變化時(shí)可以構(gòu)成電力變壓器的瓦斯保護(hù)溫度保護(hù)等。繼電保護(hù)就猶如一個(gè)具有在線開環(huán)的自動(dòng)控制裝置，能夠根據(jù)該控制裝置所發(fā)出的信號(hào)，進(jìn)行模擬型和數(shù)字型的繼電保護(hù)判斷。根據(jù)判斷的結(jié)果做出跳閘或發(fā)信號(hào)這樣的繼電保護(hù)行為。

(3)繼電保護(hù)的任務(wù):保護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，當(dāng)電力系統(tǒng)的電力元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該及時(shí)的發(fā)出信號(hào)，準(zhǔn)確及時(shí)的脫離故障元件，以最近性原則發(fā)出命令，保護(hù)系統(tǒng)安全;保護(hù)電氣設(shè)備，繼電保護(hù)應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確的反映電氣設(shè)備的不正常的工作情況，并對設(shè)備運(yùn)行過程中的維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，使值班人員能夠迅速及時(shí)的對問題做出處理?；蛘咦詣?dòng)裝置能夠完成自行調(diào)整。

2 繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

我國繼電保護(hù)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)持續(xù)的不斷發(fā)展完善的過程，建國初期我國的繼電保護(hù)裝置基本上依賴進(jìn)口。如500kv的晶體管方向的高頻保護(hù)和晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)。直到天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠進(jìn)行合作才結(jié)束了繼電保護(hù)裝置依賴進(jìn)口的歷史。并將運(yùn)行于葛洲壩繼電保護(hù)線路上。集成電路保護(hù)于20世紀(jì)70年代進(jìn)行研究，20世紀(jì)80年代集成電路保護(hù)研究基本完成。但到20世紀(jì)90年代我國仍舊處于集成電路的研究、運(yùn)用的狀態(tài)中，這在繼電保護(hù)的歷史上被稱之為集成電路的時(shí)代。但是世紀(jì)之交的時(shí)代是信息化的時(shí)代，是高科技的時(shí)代，所以繼電保護(hù)的發(fā)展發(fā)生了巨大變化，即進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時(shí)代。微機(jī)繼電保護(hù)是指以數(shù)字式計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于電力、石化、鐵路、甚至民用建筑等。

2.1 繼電保護(hù)發(fā)展過程中遇到的一些問題

(1)繼電保護(hù)調(diào)度人員交接班不清或疏漏交待的已操作項(xiàng)。不熟悉設(shè)備的性能，發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)不能冷靜的進(jìn)行處理。對保護(hù)現(xiàn)象不能做出準(zhǔn)確的判斷。

(2)保護(hù)人員在繼電保護(hù)的過程中呈現(xiàn)出責(zé)任心差、安全意識(shí)淡薄，缺少專業(yè)的培訓(xùn)，不具備安裝調(diào)試和事故處理的能力。在校驗(yàn)過程中出現(xiàn)校驗(yàn)項(xiàng)目不全、不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，致使留下事故隱患。

(3)運(yùn)行人員在操作中也有一些人為的失誤，如由于缺少培訓(xùn)，或多新的技術(shù)操作缺少了解，致使在繼電保護(hù)過程中出現(xiàn)處理事故中的誤動(dòng)保護(hù)，或?qū)\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

(4)繼電保護(hù)裝置存在的質(zhì)量問題，如個(gè)別保護(hù)插件制造的質(zhì)量不良或保護(hù)裝置功能不完善等。

2.2 繼電保護(hù)發(fā)展的現(xiàn)狀及其未來的發(fā)展趨勢

目前微機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展已有二十多年的歷史了，由不成熟逐漸走向了成熟，微機(jī)保護(hù)較之剛剛起步之時(shí)具備了以下諸多性能:更趨自動(dòng)化和智能化;設(shè)備管理和事件的記錄功能大幅度提高;值得注意的是最近發(fā)展的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置。所謂人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是通過一種監(jiān)控學(xué)習(xí)技巧，能夠?qū)φ媸禽敵龊拖Ｍ抵g的差別做出比較，進(jìn)而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)路徑的權(quán)值，目的是能夠使下一次的相同輸入的情況下，是網(wǎng)絡(luò)跟接近于希望值。較之以前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)的發(fā)展具有更好的性能，它可以對更為復(fù)雜的模式、更為復(fù)雜的因果關(guān)系以及非線性的、模糊的、動(dòng)態(tài)的和平穩(wěn)的狀態(tài)做出更為準(zhǔn)確的判別。能夠以數(shù)值的、聯(lián)想的、自組織的、仿生的方式做出判別的是ANN即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行啟發(fā)性認(rèn)知的是ES即專家系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠應(yīng)用與網(wǎng)調(diào)、省調(diào)試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)?；蛘吣軌蜃龀鲆恍┎ㄐ伍g斷的變電站的高頻保護(hù)。其不足之處是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件芯片很昂貴，在資金有限的情況下無法將其投入使用。此外此項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)有的科技水平下還發(fā)展的不夠成熟，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并行處理和信息分布存儲(chǔ)機(jī)制還不十分清楚，如何選擇的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還沒有充分的理論依據(jù)但這應(yīng)該是繼電保護(hù)在今后發(fā)展的一個(gè)趨勢?？偠灾?jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢趨向于:計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合自動(dòng)化。在此筆者重點(diǎn)談一談繼電網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自適應(yīng)性這幾點(diǎn)。

(1)繼電保護(hù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢。

隨著信息化時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為繼電保護(hù)的一大發(fā)展趨勢，繼電保護(hù)的主要功能在于維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的介入使的繼電技術(shù)的可操作檢查的直觀空間范圍擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠通過數(shù)據(jù)的采集分析和模擬，綜和和準(zhǔn)確的分析出各種故障。并能夠分析出緣由，為繼電保護(hù)人員提供可靠的保障。使得繼電保護(hù)人員能夠及時(shí)的修理電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。

(2)繼電保護(hù)技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢。

目前電力系統(tǒng)的管理已經(jīng)趨向與智能化管理，作為電力系統(tǒng)中的一員，繼電保護(hù)也不例外，如我國的一些大城市已經(jīng)采用了模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行繼電保護(hù)，在輸電的過程中會(huì)出現(xiàn)幾十種短路的現(xiàn)象，靠人工的智力難以實(shí)現(xiàn)排除，而用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)法排除則準(zhǔn)確而又迅速，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)排除法能夠大大的提高電力運(yùn)輸?shù)男?。?/p>

(3)繼電保護(hù)的自適應(yīng)性發(fā)展趨勢。

繼電保護(hù)的自適應(yīng)技術(shù)今年來逐漸被推廣，它具有多適應(yīng)性的特點(diǎn)，所以能夠?qū)m應(yīng)多種故障的檢測;具有保護(hù)作用，能夠自動(dòng)的延長保護(hù)時(shí)間，從而延長了電氣設(shè)備的使用壽命，完成了繼電保護(hù)裝置本有的使命;減少了人工操作，提高了工作效率，也提高了經(jīng)濟(jì)效益。這種自適應(yīng)技術(shù)能夠發(fā)揮繼電保護(hù)的真正保護(hù)功能，使繼電保護(hù)裝置完成自己既定的歷史使命。因此這也是繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢的一個(gè)方面。

3 如何發(fā)展我國電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)

繼電保護(hù)對于維護(hù)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備有著不可替代的作用，如何在新的歷史時(shí)期發(fā)展好繼電保護(hù)以確保我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，確保經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)的發(fā)展是我們電力系統(tǒng)工作人員的重要職責(zé)。對此我提出以下幾點(diǎn)對策:

(1)上文中提到繼電保護(hù)在發(fā)展過程中會(huì)遭遇技術(shù)上的障礙，如何克服技術(shù)上的障礙，不僅是我們面臨的難題，也是世界各國面臨的難題，我們知道，繼電保護(hù)已經(jīng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自適應(yīng)性的方向發(fā)展，所以急需要一批高素質(zhì)的科技人才投入到我國的電力事業(yè)。因此電力保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該適時(shí)的對從事繼電保護(hù)的工作人員提供學(xué)習(xí)和深造的機(jī)會(huì)，提高他們的技術(shù)水平，集體克服繼電保護(hù)中的技術(shù)障礙。

(2)避免繼電保護(hù)的誤動(dòng)動(dòng)作的發(fā)生，繼電保護(hù)誤動(dòng)動(dòng)作發(fā)生會(huì)引起負(fù)荷供電的中斷，更為甚者會(huì)造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，致使給電力系統(tǒng)造成巨大的損失。如2004年5月25日，鶴崗礦業(yè)集團(tuán)富力變電發(fā)生以起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)動(dòng)作事故，給鶴崗礦業(yè)集團(tuán)造成了重大損失。這樣的誤動(dòng)現(xiàn)象是怎么發(fā)生的呢，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)改誤動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生與維護(hù)工作有關(guān)系:如該廠房的衛(wèi)生條件差，漏風(fēng)又漏雨，無法關(guān)嚴(yán)門窗，此外工作人員沒有進(jìn)行及時(shí)的檢修維護(hù)和保養(yǎng)?？傊亲匀画h(huán)境的原因和一些人為因素。對此我們電力系統(tǒng)的人員應(yīng)該提高警惕，使得繼電保護(hù)裝置能夠正確的拒動(dòng)，以此消除故障。

(3)加強(qiáng)繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)。抓好繼電保護(hù)地方驗(yàn)收工作，嚴(yán)格自檢、專業(yè)驗(yàn)收。嚴(yán)格繼電保護(hù)裝置及其二次回路的巡查檢查設(shè)備，一邊及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。提高繼電保護(hù)的運(yùn)行操作技術(shù)。提高繼電保護(hù)人員的專業(yè)素質(zhì)和道德素質(zhì)避免一些人為的禍端。繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)除了存在一些人為的管理方面的問題之外。還存在計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的內(nèi)在管理系統(tǒng)，也就是繼電保護(hù)管理的本質(zhì)內(nèi)涵。隨著電子計(jì)算機(jī)的日新月異的變化，繼電保護(hù)管理的平臺(tái)最終是通過網(wǎng)絡(luò)化管理來實(shí)現(xiàn)的，所以必須建立繼電保護(hù)管理系統(tǒng)的技術(shù)路線?？梢圆捎靡粋€(gè)WEB這樣的應(yīng)用程序，建立一個(gè)具有網(wǎng)頁狀態(tài)的小客戶端和大容量的服務(wù)器管理系統(tǒng)軟件，來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)管理，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的繼電管理能夠?qū)Χㄖ嫡?、壓板調(diào)整、故障修復(fù)、設(shè)備檢修等方面進(jìn)行自動(dòng)化解決，對于相關(guān)的工作人員僅需要考慮如何協(xié)調(diào)好這些工作就可以了，實(shí)現(xiàn)了工作人員的零距離工作，這樣大大提高了繼電保護(hù)的效率，對與電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有重大的意義。

(4)加速培養(yǎng)一批優(yōu)秀的具有微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的相關(guān)人才，深入研討微機(jī)繼電保護(hù)中存在的問題。繼電保護(hù)裝置的發(fā)展先后有熔斷器、電磁型繼電保護(hù)裝置、電子型靜態(tài)繼電器、數(shù)字式繼電保護(hù)?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速，繼電保護(hù)裝置的更新也日新月異，諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等技術(shù)相繼出現(xiàn)。繼電保護(hù)的事故種類也程現(xiàn)出復(fù)雜化的態(tài)勢，事故種類有:定值問題即整定計(jì)算機(jī)的誤差，人為整定錯(cuò)誤，裝置漂移錯(cuò)誤，元件老化與損壞等;TA的飽和問題;插件絕緣問題;高頻收發(fā)信機(jī)問題;微機(jī)繼電保護(hù)故障的發(fā)生簡單的固然好處理，但涉及到復(fù)雜的問題就牽扯到了高技術(shù)的問題，這就需要微機(jī)繼電保護(hù)人員具有過硬的技術(shù)業(yè)務(wù)。比如能夠?qū)σ恍╇y度比較高的技術(shù)資料具有閱讀能力和理解能力;掌握常規(guī)檢查方法之外的非常規(guī)方法，微機(jī)繼電保護(hù)在出現(xiàn)故障時(shí)，有些問題可能比較隱蔽，需要借助于具有逆向思維特點(diǎn)的非常規(guī)辦法進(jìn)行處理;微機(jī)繼電保護(hù)的普通人員必須諳熟微機(jī)原理和知識(shí)，以保證能夠迅速的分析出事故的原因及發(fā)生故障的部位。因此對于微機(jī)繼電保護(hù)人員，必須加大電子技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，作為繼電保護(hù)部門的領(lǐng)導(dǎo)也應(yīng)該撥出?？顚T工進(jìn)行培訓(xùn)。

(5)做好繼電保護(hù)裝置的維護(hù)。河北灤平縣出現(xiàn)的繼電保護(hù)的誤動(dòng)現(xiàn)象，就與繼電保護(hù)裝置維護(hù)的不夠有一定的關(guān)系，因此做好繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作能夠有效的避免一些故障現(xiàn)象的發(fā)生，那么如何繼電保護(hù)裝置呢?

①值班人員要定期的對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡視和檢查，并做好巡視和檢查的記錄。一旦發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，就要做出及時(shí)的處理，如果有重大的故障，要及時(shí)向上級(jí)主管部門匯報(bào)。

②繼電保護(hù)裝置害怕灰塵，所以必須做好清掃工作。此外為了防止在清掃工作中誤碰運(yùn)行設(shè)備，所以清掃工作不能一個(gè)人進(jìn)行。

③要對繼電保護(hù)進(jìn)行定期的查評，查評內(nèi)容如二次設(shè)備的各個(gè)元件的標(biāo)志、名稱是否齊全;開關(guān)按鈕的動(dòng)作是否靈活;控制室的光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;盤柜上的表計(jì)、繼電器急接線端子的螺釘是否松動(dòng);電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;配線是否整齊，固定卡子有無脫落;斷路器的操作機(jī)構(gòu)是否正常。

參考文獻(xiàn)

[1]陳德樹.計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù)[M].北京:中國電力出版社，1992.