電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展分析

李德智++李俊宏

摘 要：本研究在對我國繼電保護技術(shù)發(fā)展進行梳理的基礎(chǔ)上對我國電力系統(tǒng)繼電保護現(xiàn)狀進行了分析，并嘗試對未來發(fā)展做了總結(jié)。研究認(rèn)為：目前我國電力系統(tǒng)微機繼電保護技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，具有較高可靠性、穩(wěn)定性和操作正確率；未來的發(fā)展趨勢將更加計算機化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及一體化。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 繼電保護 計算機

中圖分類號：TN77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0117-01

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，其面臨的系統(tǒng)故障問題也日益突出，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，造成的人員、財產(chǎn)等損失十分嚴(yán)重。繼電保護作為電力系統(tǒng)安全運行的保護方法，在適應(yīng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行需求的過程中技術(shù)更新較快，發(fā)揮的作用也原來越突出，研究和分析電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展需求探析繼電保護技術(shù)的未來趨勢對保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有潛在的應(yīng)用價值。

1 我國繼電保護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國繼電保護技術(shù)發(fā)展概況

我國繼電保護技術(shù)起步較晚，50年代組建繼電保護技術(shù)隊伍，60年代研究出第一套高壓電網(wǎng)電磁式繼電保護技術(shù)，70年代繼電保護技術(shù)開始引入計算機，晶體管繼電保護開始廣泛采用，其中葛洲壩500kV線路就采用了晶體管高頻保護和閉鎖距離保護技術(shù)，80年代末初集成電路保護技術(shù)發(fā)展成為主流，90年代繼電保護進入維護保護裝置。發(fā)展至今，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)已經(jīng)成熟，先后生產(chǎn)出了多套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的微機線路保護裝置，并廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，2010年220kV線路微機保護技術(shù)應(yīng)用比例達(dá)到87.9%，2013年該比例達(dá)到91.4%，且電力系統(tǒng)微機保護技術(shù)正確動作率高出其他保護技術(shù)約0.25個百分點。截至目前，我國電力系統(tǒng)微機保護技術(shù)在原理、應(yīng)用、工藝等方面都十分成熟，擁有了的強大自檢能力、邏輯分析與計算能力、記憶能力、通訊能力，且部分技術(shù)已經(jīng)超越進口產(chǎn)品。

1.2 我國繼電保護技術(shù)發(fā)展特點

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機在計算能力、儲存能力、數(shù)據(jù)采集能力等方面得到了快速發(fā)展，這為推進微機保護技術(shù)向更高品質(zhì)更新提供了催化劑。一是提高了繼電保護的動作正確率。常規(guī)繼電保護技術(shù)在斷電分析與保護方面存在不穩(wěn)定性，微機繼電保護則可以利用超強的記憶能力實現(xiàn)電力運行故障的分量保護，且通過自動控制和數(shù)字應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)保護智能化，這大大提高了繼電保護的正確率。二是增加了微機繼電保護的功能和可靠性。利用計算機功能特性可以很容易拓展微機繼電保護的低頻減載、故障數(shù)據(jù)收集、測距、自動開合閘等功能；利用計算機硬件標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)特性和方便操作特性可以很方面的進行操作和更新繼電保護設(shè)備；利用計算機硬件的抗干擾性可以保障繼電保護功能不易受溫度、電壓等因素的變化的影響。

2 我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)微機繼電保護技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用成熟，且在保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行方面發(fā)揮了巨大作用。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，繼電保護技術(shù)原理和應(yīng)用將更加依賴于計算機系統(tǒng)，微機繼電保護技術(shù)將會得到進一步深化，其突出發(fā)展特征將向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、保護裝置一體化發(fā)展。

2.1 電力系統(tǒng)繼電保護將更加依賴于計算機技術(shù)

隨著計算機在硬件和軟件方面的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)微機繼電保護得到了強有力地支撐，除了一般功能達(dá)到強化外，大容量的故障信息收集與處理、數(shù)據(jù)傳輸、自動控制都得到了初步實現(xiàn)，這其中的整個操作系統(tǒng)依然就是一臺pc機，隨著電力系統(tǒng)對穩(wěn)定運行需求的進一步提高，計算機在繼電保護方面的應(yīng)用也將更加深入，如何進一步增加微機繼電保護可靠性將是未來的重要發(fā)展需求。

2.2 電力系統(tǒng)繼電保護將更加網(wǎng)絡(luò)化

繼電保護已不再是單一設(shè)備的啟用，而是一整套系統(tǒng)的開發(fā)。目前微機繼電保護受數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)不健全的影響，在收集與處理信息方面只能做出電氣量的測量，然后進行切除故障和縮小事故，為了使保護設(shè)備能夠全部發(fā)揮最佳效能，繼電保護網(wǎng)絡(luò)化將是必然，它有利于通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)繼電保護單元模塊的整體協(xié)調(diào)，確保各個環(huán)節(jié)的信息能夠共享。

2.3 電力系統(tǒng)繼電保護將更加智能化

人工智能技術(shù)近幾年在社會各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，取得的效果也十分理想，各類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯等人工智能技術(shù)也在電力系統(tǒng)繼電保護方面得到了應(yīng)用。電力系統(tǒng)繼電保護應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠更加有效的處理復(fù)雜的非線性優(yōu)化、自動控制和信息處理等問題。在輸電線系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生的過度電阻短路就是一個典型的非線性問題，如果利用傳統(tǒng)的方法進行判斷，很難準(zhǔn)確把握故障的準(zhǔn)確位置，容易造成操作失誤，而采用人工神經(jīng)智能化處理，在經(jīng)過大量故障樣本的自動分析后，就能夠很及時、準(zhǔn)確的找準(zhǔn)故障原因，及時采取針對性保護辦法。

2.4 電力系統(tǒng)繼電保護一體化更深入

隨著計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護的深入應(yīng)用，各種故障信息處理都可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給保護裝置各個終端，并進行適時的處理。為了提高繼電保護裝置應(yīng)用效能，未來的發(fā)展在單一裝置上的繼電保護一體化將更加深入，通過收集信息繼電保護裝置能夠?qū)崿F(xiàn)從測量、控制到數(shù)據(jù)通訊的一體化操作，這大大提高了繼電保護的可靠性。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)可靠性運行不僅關(guān)乎電廠的有效運行，更關(guān)乎著國家經(jīng)濟的發(fā)展，了解和把握繼電保護技術(shù)現(xiàn)狀對提高電機系統(tǒng)穩(wěn)定性具有現(xiàn)實的意義。隨著計算機技術(shù)進一步發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)也將隨之更新，這為提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運行具有重要作用。

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