繼電保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

楊志鵬

摘要：當(dāng)前，我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)有了較大的發(fā)展，其可靠性以及功能的完善性等方面在原理上可以滿(mǎn)足電網(wǎng)的需求。但隨著新型傳感技術(shù)、新型信息傳輸技術(shù)的發(fā)展為電力系統(tǒng)注入了新的活力，智能電網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展。與此同時(shí)，智能電網(wǎng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、廣域化等優(yōu)勢(shì)對(duì)我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。本文概述了繼電保護(hù)技術(shù)的概念、應(yīng)用，簡(jiǎn)要探討了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)繼電保護(hù)事業(yè)的發(fā)展做出一些參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；智能化；發(fā)展趨勢(shì)

0引言

繼電保護(hù)技術(shù)是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的第一屏障，能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出信號(hào)并且將故障排除。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電磁技術(shù)等日新月異的發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此，怎樣提高繼電保護(hù)技術(shù)的可靠性，研究其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是十分必要的課題。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

繼電保護(hù)指的是防護(hù)電力系統(tǒng)安全的措施，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)借助正確區(qū)分的保護(hù)元件來(lái)檢測(cè)發(fā)電機(jī)、電路等元件的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)，繼電保護(hù)會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并且自動(dòng)將故障設(shè)備切除出來(lái)，確保其他元件正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)故障如果不能及時(shí)處理，就可能引起無(wú)法扭轉(zhuǎn)的電力系統(tǒng)事故，對(duì)國(guó)家、社會(huì)造成巨大損失，所以繼電保護(hù)是十分必要的保護(hù)措施，能夠降低電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用

2.1數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域。數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作模式為通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)，然后將電子式互感器收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，而后發(fā)送至合并單元進(jìn)行采樣并化后發(fā)送到保護(hù)元件，保護(hù)元件發(fā)出跳合閘指令后由操作箱進(jìn)行操作。數(shù)字化繼電保護(hù)具有很強(qiáng)的抗干擾性能，使得電力系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高，并且由于通信標(biāo)準(zhǔn)一致，增加了系統(tǒng)共享性。目前數(shù)字化技術(shù)的主要應(yīng)用有智能化繼電保護(hù)測(cè)試儀、全數(shù)字化變電站的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)、數(shù)字化變電站等。

2.2超高壓輸電技術(shù)的應(yīng)用

超高壓輸電是指使用超高電壓等級(jí)輸送電能。1982年我國(guó)華中電網(wǎng)首次采用了500KV的系統(tǒng)輸電技術(shù)，至2006年西北電網(wǎng)建立了750KV的特高壓輸電系統(tǒng)，我國(guó)的超高壓輸電技術(shù)已經(jīng)取得了飛躍發(fā)展。超高壓輸電線(xiàn)路因帶來(lái)了小電阻、高電抗的變化，而對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求。目前采用的超高壓線(xiàn)路繼電保護(hù)方案有電流差動(dòng)保護(hù)，具有較高的靈敏性和速動(dòng)性；自適應(yīng)繼電保護(hù)，能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)中的各種變化。除以上保護(hù)方式外，還有光纖電流差動(dòng)成套繼電保護(hù)、基于GPS的數(shù)字式電流差動(dòng)保護(hù)等。

2.3直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

電力技術(shù)最早采用的是直流輸電技術(shù)，2000年以前我國(guó)直流輸電技術(shù)在電網(wǎng)互聯(lián)和遠(yuǎn)距離大容量輸電領(lǐng)域占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)直流輸電技術(shù)起步于20世紀(jì)60年代，1989年的葛上直流工程是國(guó)內(nèi)首個(gè)大型直流輸電工程，2010年我國(guó)建成世界首個(gè)±800KV直流輸電工程，促進(jìn)了世界電力工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，與此同時(shí)國(guó)產(chǎn)電力裝備也在不斷更新升級(jí)，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)將有22項(xiàng)直流輸電工程，總?cè)萘窟_(dá)到6000萬(wàn)KW。由此可見(jiàn)，未來(lái)我國(guó)電力系統(tǒng)中直流輸電將占有舉足輕重的地位。

3電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1計(jì)算機(jī)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越呈現(xiàn)出普遍性和優(yōu)越性，因此，繼電保護(hù)微機(jī)化是不容置疑的。我國(guó)的微機(jī)保護(hù)硬件發(fā)展歷經(jīng)三次機(jī)遇，第一次是8位CPU結(jié)構(gòu)微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用，第二次是多CPU結(jié)構(gòu)問(wèn)世，第三次是大模塊結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。隨著電力系統(tǒng)的容量擴(kuò)增、實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、對(duì)強(qiáng)大通訊能力的需求增加等變化，對(duì)微機(jī)保護(hù)的需求也更為迫切。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用了32位數(shù)字信號(hào)處理器為基礎(chǔ)的微機(jī)保護(hù)設(shè)備，今后微機(jī)保護(hù)將會(huì)成為繼電保護(hù)技術(shù)的支柱之一。

3.2網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深刻改變了人們的生產(chǎn)生活和工業(yè)領(lǐng)域，它的應(yīng)用極大提高了工業(yè)領(lǐng)域的通訊功能。數(shù)據(jù)通訊手段在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的作用是十分強(qiáng)大的，它能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的共享性和開(kāi)放性，具體應(yīng)用在繼電保護(hù)方面，能夠擴(kuò)大故障檢測(cè)范圍，降低故障影響程度。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用前，數(shù)據(jù)通訊功能落后，僅有差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)能夠保護(hù)除安裝部位之外的電氣量，其他保護(hù)涉及的范圍很小，并且僅能夠切除故障元件，而對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)保護(hù)而言，這些作用遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足工業(yè)需求。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)能夠共享每個(gè)保護(hù)單元的數(shù)據(jù)和故障信息，可以改變傳統(tǒng)的切除故障保護(hù)模式，而轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行保護(hù)，同時(shí)提高對(duì)故障檢測(cè)的精準(zhǔn)度。

3.3智能化

繼電保護(hù)最根本的目的就在于保護(hù)電力系統(tǒng)高效運(yùn)行，正因?yàn)槿绱?，繼電保護(hù)裝置智能化正在成為發(fā)展主題。在智能化繼電保護(hù)快速發(fā)展的當(dāng)下，電力系統(tǒng)傳統(tǒng)格局發(fā)生了巨變，智能化技術(shù)例如數(shù)字化變電站技術(shù)、電子式互感器、交直流控制技術(shù)等都極大影響了繼電保護(hù)技術(shù)。隨著智能化步伐加快，繼電保護(hù)智能化也愈加凸顯其優(yōu)越性。例如電子式互感器的應(yīng)用就解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)中電磁干擾的問(wèn)題，提高了繼電保護(hù)的安全性。智能電網(wǎng)為繼電保護(hù)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)革命，未來(lái)如何利用智能化技術(shù)增強(qiáng)繼電保護(hù)可靠性，保護(hù)電力系統(tǒng)高效運(yùn)行將成為核心問(wèn)題。

4結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)技術(shù)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的第一衛(wèi)士，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)和通信技術(shù)等眾多高新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)工作者來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)，也開(kāi)辟出了更為廣闊的發(fā)展空間。提高繼電保護(hù)可靠性，增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是永遠(yuǎn)不變的研究課題，總之，智能化變革將不斷深刻影響繼電保護(hù)技術(shù)，推動(dòng)電力系統(tǒng)縱深發(fā)展。

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