繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值分析

胡妙芳

摘 ?要：在我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展階段，如何將繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)中已經(jīng)成為了相當(dāng)重要的問(wèn)題。就當(dāng)前繼電保護(hù)技術(shù)的重要性，對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);智能電網(wǎng);傳感器;重構(gòu)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM77 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.144

智能電網(wǎng)逐漸替代了傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式，這是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大勢(shì)所趨。在智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，許多新技術(shù)、新設(shè)備不斷投入，在擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模的同時(shí)，人們也對(duì)其安全、穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。繼電保護(hù)作為智能電網(wǎng)中的重要板塊之一，其技術(shù)、性能對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行和發(fā)展有著重要影響，為智能電網(wǎng)的發(fā)展奠定了重要的運(yùn)行基礎(chǔ)。

1 ?繼電保護(hù)技術(shù)的相關(guān)概念

1.1 ?繼電保護(hù)技術(shù)的原理

繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)的運(yùn)行中以傳感器對(duì)配電、輸電和發(fā)電等進(jìn)行監(jiān)控，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行收集和整合，可及時(shí)對(duì)保護(hù)功能和保護(hù)定值進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和修正，還可對(duì)收集到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，使監(jiān)測(cè)效果得以保障。繼電保護(hù)裝置不僅能保障保護(hù)對(duì)象信息的安全，還能與其他電氣設(shè)備的運(yùn)行信息相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)資源共享。繼電保護(hù)裝置在此前提下，不僅能精確地檢測(cè)到故障發(fā)生點(diǎn)，還可自行對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)，從而保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性。

1.2 ?繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)中的根本任務(wù)是避免元件發(fā)生短路或異常，從而實(shí)現(xiàn)電氣量變化保護(hù)。在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，繼電保護(hù)裝置需對(duì)各種電力設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。如果出現(xiàn)異?；蚬收?，則立即切斷發(fā)生故障的部分，并發(fā)出警報(bào)，通知相關(guān)人員處理，為人工操作提供了可靠的運(yùn)行依據(jù)。

1.3 ?繼電保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)

1.3.1 ?數(shù)字化

智能電網(wǎng)中互感器的傳輸性與傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)模式相比，有較大幅度的提升，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的故障起到了良好的消除作用。基于此特性，智能電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電流互感器飽和、二次回路接地和二次回路短路等故障可忽略。繼電保護(hù)裝置的性能會(huì)隨著電氣量信息傳輸真實(shí)性的提高而提升，且在發(fā)展過(guò)程中，數(shù)字化傳感器將廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置中，使智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)性能得到整體提升。

1.3.2 ?網(wǎng)絡(luò)化

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，變電站已逐漸由傳統(tǒng)變電站運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換為數(shù)字化變電站運(yùn)行模式，繼電保護(hù)信號(hào)的發(fā)送媒介、信息獲取途徑也隨之出現(xiàn)了一定的變化。此外，智能電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)之間的連接，用戶能在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，并通過(guò)其他電器元件信息使繼電保護(hù)的功能得到提升，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電保護(hù)裝置的簡(jiǎn)化。對(duì)于機(jī)電保護(hù)裝置而言，其運(yùn)行實(shí)質(zhì)是將相關(guān)數(shù)據(jù)和被保護(hù)元件的信息向其他終端傳送，在此過(guò)程中，同樣可利用網(wǎng)絡(luò)獲得電力系統(tǒng)中的諸多相關(guān)信息和數(shù)據(jù)。

1.3.3 ?自動(dòng)整定

在智能電網(wǎng)中采用的繼電保護(hù)裝置通常為自適應(yīng)繼電保護(hù)，其特點(diǎn)在于可根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行方式、存在的故障對(duì)保護(hù)性能、保護(hù)定值和保護(hù)特性作出相應(yīng)改變，可很好地配合與適應(yīng)電力系統(tǒng)的變化，有利于智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)性能的轉(zhuǎn)變。智能電網(wǎng)在運(yùn)行中的頻率會(huì)受到自適應(yīng)控制系統(tǒng)的影響，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。應(yīng)用自動(dòng)整定技術(shù)后，電力系統(tǒng)中單相接地短路時(shí)的過(guò)渡電阻、故障發(fā)展方向的判定都將隨之受到一定的良性影響，其在保護(hù)性能的提高上發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用。

2 ?繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 ?保護(hù)系統(tǒng)的重構(gòu)技術(shù)

在電力需求日益增長(zhǎng)的今天，電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量隨之日益攀升，直接導(dǎo)致社會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的需求越來(lái)越高。與傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)相比，智能電網(wǎng)除了對(duì)繼電保護(hù)裝置有一定的要求外，還需要繼電系統(tǒng)可與電網(wǎng)的運(yùn)行方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，這不僅需要繼電保護(hù)裝置能自行診斷和重構(gòu)，還要求繼電系統(tǒng)的在相關(guān)元件失靈時(shí)可自行找到代替元件并恢復(fù)繼電保護(hù)的相關(guān)功能。因此，必須重新對(duì)智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建和組合。

2.2 ?廣域保護(hù)技術(shù)

將電力網(wǎng)絡(luò)作為處理電網(wǎng)運(yùn)行故障的單位，在采集域的范圍中，對(duì)該子集的相關(guān)保護(hù)信息進(jìn)行分析，以判斷故障產(chǎn)生的原因，該過(guò)程稱為“廣域保護(hù)”。在廣域繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)控制是兩個(gè)關(guān)鍵組成部分。其中，安全自動(dòng)控制的主要任務(wù)為為電網(wǎng)自愈提供更多的解決方案。總而言之，廣域繼電保護(hù)的關(guān)鍵作用在于從根本上解決當(dāng)前繼電保護(hù)整定配合過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題，從而使繼電保護(hù)的自適應(yīng)能力得以提高。

3 ?智能設(shè)備在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力行業(yè)中，應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備都需隨著時(shí)代的發(fā)展而更新。比如，在智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，電子傳感器是電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中采集大量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備，且在電力系統(tǒng)中的很多相關(guān)設(shè)備上均有應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中大量電子傳感器的作用下，智能電網(wǎng)的狀態(tài)分析和評(píng)估工作將可獲得大量、可靠、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，這對(duì)智能電網(wǎng)保護(hù)性能的提升起到了積極的推動(dòng)作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多樣化的智能設(shè)備將逐漸在繼電保護(hù)系統(tǒng)中得到應(yīng)用，繼電保護(hù)性能在多種智能設(shè)備的影響下也將出現(xiàn)不斷提升的良好局面。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)現(xiàn)階段的繼電保護(hù)框架屬于剛性框架，其網(wǎng)絡(luò)條件、保護(hù)對(duì)象和連接方式均是預(yù)先制定的，這在一定程度上導(dǎo)致適應(yīng)能力和轉(zhuǎn)換能力具有局限性。因此，在今后智能電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行的過(guò)程中，需不斷改進(jìn)和更新，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)性能的進(jìn)一步優(yōu)化，保障智能電網(wǎng)的安全運(yùn)行和穩(wěn)定發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕