水電廠繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展研究

摘 要：水電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，它擔(dān)負(fù)著調(diào)峰、調(diào)頻的重要任務(wù)，決定著電力系統(tǒng)是否能夠安全運(yùn)行。本文通過闡述水電廠繼電保護(hù)的作用和發(fā)展歷程，對(duì)今后水電廠繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行設(shè)想，希望可以為研究人員提供研究方向，更好的促進(jìn)水電廠繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水電廠 繼電保護(hù) 技術(shù)發(fā)展 研究方向

中圖分類號(hào)：TV734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0114-01

水電廠的工作流程是這樣的，首先從水庫(kù)或者河流的高處引水，利用水的壓力將勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，接著水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)使其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。水電廠是電力系統(tǒng)中的重要一環(huán)，影響著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得我們對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性提出了新的要求，要求供電可靠性提高、持續(xù)供電時(shí)間更長(zhǎng)。研究水電廠繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展對(duì)水電廠的發(fā)展具有重大意義，也為電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行提供保障。

1 水電廠繼電保護(hù)的作用

繼電保護(hù)一般是由輸入部分、測(cè)量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分組成[1]。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行信號(hào)輸入時(shí)要有必要的前置處理，才能使繼電器有效的檢查各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。例如在進(jìn)行隔離、電平轉(zhuǎn)換和低通濾波時(shí)就要在進(jìn)行前置處理后才能夠檢查出具體數(shù)據(jù)。測(cè)量部分輸出的各種信息，按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行重組和運(yùn)算后得出執(zhí)行動(dòng)作，再由輸出部分負(fù)責(zé)執(zhí)行，最終完成任務(wù)。

繼電保護(hù)在水電廠發(fā)揮著重要作用，當(dāng)元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠迅速、自動(dòng)、有選擇性的把故障元件與電力系統(tǒng)隔離，保證正常部分快速地恢復(fù)運(yùn)行，防止故障元件的二次傷害，減小停電范圍。如果元件出現(xiàn)異常，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的要求快速地動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)、減小負(fù)荷、跳閘動(dòng)作等指令。有些事故是不需要迅速動(dòng)作的，水電廠要根據(jù)元件的危害程度設(shè)置相應(yīng)的延時(shí)時(shí)間，避免進(jìn)行不必要的動(dòng)作。繼電保護(hù)除以上作用外，還是水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)視水電廠的電流、電壓是否在規(guī)定范圍，從而保障水電廠的正常、安全運(yùn)行。

2 水電廠繼電保護(hù)發(fā)展歷程

由于我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)的更高要求，水電廠的繼電保護(hù)也隨之不斷發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步也為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，因此繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展紀(jì)錄不斷刷新，不停地創(chuàng)造科學(xué)奇跡。建國(guó)之后，我國(guó)創(chuàng)建了繼電保護(hù)技術(shù)研究的科學(xué)隊(duì)伍，在工程人員的不斷努力下，50年代我們掌握了國(guó)外的繼電保護(hù)技術(shù)，為我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)研究打下基礎(chǔ)。在60年代我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系[2]，繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入繁盛時(shí)期，我國(guó)也具有了較成熟的繼電保護(hù)技術(shù)。60年代到80年代出現(xiàn)了晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)技術(shù)，我國(guó)結(jié)束了完全從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。70年代，集成運(yùn)算放大器開始研究，80年代末已經(jīng)具備完整體系，逐步替代晶體管。90年代初集成電路的保護(hù)成為主導(dǎo)，是一個(gè)以集成電路保護(hù)的時(shí)代。70年代末我國(guó)著手進(jìn)行計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)，在廣大科研人員的努力下也取得了一定的成績(jī)，可以說從90年代開始我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用微機(jī)的繼電保護(hù)時(shí)代。

3 水電廠繼電保護(hù)發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)信息化

現(xiàn)在對(duì)水電廠的安全運(yùn)行要求越來越高，促使繼電保護(hù)技術(shù)的不斷更新。只是找出故障點(diǎn)和縮小故障范圍已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)，還應(yīng)在加強(qiáng)系統(tǒng)安全運(yùn)行方面進(jìn)行思考?，F(xiàn)今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為主流的通信工具，保護(hù)系統(tǒng)的觀念已經(jīng)在工程人員中興起，我們可以使每個(gè)保護(hù)單元都能共享安全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作[3]，從而保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信息化能夠使故障性質(zhì)、位置、測(cè)距迅速且準(zhǔn)確的表現(xiàn)出來，減少判斷故障的時(shí)間，從而迅速解決故障。

3.2 計(jì)算機(jī)化

計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展帶動(dòng)了微機(jī)保護(hù)硬件的進(jìn)步，在經(jīng)過漫長(zhǎng)的研究后，我國(guó)出現(xiàn)了寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的CPU，具有存儲(chǔ)器管理功能、保護(hù)功能、任務(wù)轉(zhuǎn)換功能。計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展使電力系統(tǒng)的發(fā)展更加迅速，對(duì)水電廠的安全運(yùn)行提出了更高的要求。繼電保護(hù)系統(tǒng)除了要完成繼電保護(hù)工作，還應(yīng)具備存儲(chǔ)故障信息、處理故障信息、強(qiáng)大的通信等功能，這些都需要計(jì)算機(jī)的輔助。

3.3 智能化

現(xiàn)在人工智能技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃和模糊邏輯在水電廠中使用普遍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用非線性映射的方法來解決問題，當(dāng)出現(xiàn)不能列出方程式和復(fù)雜的非線性問題時(shí)，我們應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠輕松解決。現(xiàn)今，水電廠的繼電保護(hù)技術(shù)中人工智能化已經(jīng)成為主要的研究趨勢(shì)，繼電保護(hù)系統(tǒng)中包含專家系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等智能化系統(tǒng)，結(jié)合人工智能技術(shù)可以對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)中的不確定因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，快速找到影響智能診斷的原因，使診斷結(jié)果更加的快速、準(zhǔn)確，人工智能化是未來繼電保護(hù)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

3.4 保護(hù)、測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化

在水電廠能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的裝置，其實(shí)就是一臺(tái)多功能、性能高的計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)使它能夠獲取水電廠的各種運(yùn)行、故障信息，也能夠?qū)⑷魏卧男畔魉偷矫恳粋€(gè)服務(wù)終端。現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)已經(jīng)不是單純的繼電保護(hù)，還能在正常運(yùn)行的情況下，測(cè)量、控制通信數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展。在廣大工程人員的共同努力下，新型的保護(hù)裝置不斷面世。我國(guó)對(duì)于保護(hù)裝置的研究日漸成熟，在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下，繼電保護(hù)技術(shù)的研究會(huì)越來越深入，電力系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)越來越安全、穩(wěn)定，保護(hù)技術(shù)研究的發(fā)展空間也會(huì)越來越廣泛。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，要求水電廠的工作效率有所提高，繼電保護(hù)技術(shù)的研究也會(huì)面臨新的困難。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)要像以上所述方向快速發(fā)展，從而為安全、優(yōu)質(zhì)供電提供保障。

參考文獻(xiàn)

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