電力系統(tǒng)繼電保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)分析

李春生 趙德陽 張亞林 王劉拴

摘要：在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全、提高電能質(zhì)量的重要手段。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，采用繼電保護(hù)裝置消除系統(tǒng)中的故障和異常工作條件，保證電力系統(tǒng)的正常運行。本文結(jié)合我國目前繼電保護(hù)裝置的實際情況，探討了繼電保護(hù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);技術(shù)

1 前言

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力成為當(dāng)今社會的主要能源，直接影響到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的生活水平?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、配電和用電組成的大型電力系統(tǒng)。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)不斷提高。如何正確應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)減少電氣故障是提高電力系統(tǒng)效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)特點及原理分析

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和智能化。當(dāng)前，我國電網(wǎng)仍處于不斷完善的階段。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣。繼電保護(hù)技術(shù)保護(hù)著電力系統(tǒng)的各個單元，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)故障信息和數(shù)據(jù)的實時共享。繼電保護(hù)裝置與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，形成了智能化、虛擬化和一體化的新型電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)。計算機(jī)技術(shù)的計算能力和數(shù)據(jù)處理效率極高。計算機(jī)技術(shù)與繼電保護(hù)技術(shù)的結(jié)合，可以進(jìn)一步提高繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用水平。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置可以保護(hù)電力系統(tǒng)和元器件的安全性，避免遭到嚴(yán)重破壞，在最短時間和最小區(qū)域范圍內(nèi)排除故障，或向工作人員發(fā)出故障信號等待處理，有效減少對相鄰區(qū)域供電系統(tǒng)的影響。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀

3.1起步雖晚但發(fā)展迅速

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)技術(shù)主要是對于電力系統(tǒng)的故障問題進(jìn)行研究，還有就是對于危及電力系統(tǒng)正常安全運行的異常情況進(jìn)行研究。而我國電力方面對此研究開始于上世紀(jì)七十年代后期，與國際上的其他發(fā)達(dá)國家相比，起步算是比較晚的，但是其發(fā)展的速度卻不容小覷。我國的首個微機(jī)保護(hù)是在上世紀(jì)八十年代，剛開始是作為保護(hù)電腦的樣機(jī)進(jìn)行試運行，通過技術(shù)分析的鑒定之后再投入生產(chǎn)。迄今為止，線路保護(hù)產(chǎn)品已經(jīng)形成了一定的產(chǎn)業(yè)并且得到了廣泛的應(yīng)用。通過多年的實際操作，我國的微機(jī)保護(hù)技術(shù)也已經(jīng)趕超國外了。

3.2微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速

隨著近些年來我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，繼電保護(hù)電力技術(shù)的發(fā)展速度也是十分的迅猛。在繼電保護(hù)的領(lǐng)域，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展是取得的最大進(jìn)步。而在國內(nèi)外的學(xué)者的長期研究也證實電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)的重要性，如今人們也普遍意識到了微機(jī)保護(hù)在電網(wǎng)中的作用是不可替代的。微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的重要發(fā)展方向，它具有很好的自我測試的功能，還有強(qiáng)大的記憶功能和處理功能，對于提高數(shù)值的計算能力和其可靠性以及靈敏度相較于傳統(tǒng)的電磁繼電器有這明顯的優(yōu)勢。另外，由于微機(jī)保護(hù)是利用微型機(jī)器而構(gòu)成的繼電保護(hù)，在操作的過程中充分運用了現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)，很大程度上實現(xiàn)了電力自動化。所以說，微機(jī)繼電保護(hù)的未來發(fā)展空間也是巨大的。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展方向

4.1網(wǎng)絡(luò)化

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化逐漸成為一種趨勢，并在實際工作中得到有效運用，它對整個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響，也為各領(lǐng)域提供強(qiáng)有力的通信手段，對各領(lǐng)域所產(chǎn)生的作用是十分明顯的。繼電保護(hù)的作用十分明顯，不僅局限于限制事故的影響范圍、切除故障元件，最為重要的應(yīng)該能夠保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。這就要求每個保護(hù)單元都能共享系統(tǒng)運行和故障信息與數(shù)據(jù)，保護(hù)單位和重合閘在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)動作，有效保障系統(tǒng)安全。同時在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)支持之下，繼電保護(hù)裝置能獲得更多的故障信息，從而對故障地點、故障距離、故障性質(zhì)判斷更加準(zhǔn)確，進(jìn)而大大提高繼電保護(hù)的綜合性能和運行的可靠性。由此可見，實現(xiàn)繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化是一種必然趨勢，今后在日常工作中應(yīng)該對此足夠重視。

4.2智能化

現(xiàn)在應(yīng)用的智能化技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法以及模糊邏輯等，已經(jīng)被有效的應(yīng)用到電力系統(tǒng)內(nèi)多個領(lǐng)域中。對繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行智能化研究，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，其作為一種非線性映射方法，可以有效處理難以列出方程式與求解難度高的復(fù)雜非線性問題。如輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下，出現(xiàn)經(jīng)過渡電阻短路即為非線性問題，距離保護(hù)難以做出準(zhǔn)確的判斷來確定故障位置，進(jìn)而會容易出現(xiàn)保護(hù)動作誤動或拒動，出現(xiàn)大面積停電事故。而通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以提前進(jìn)行大量故障樣本訓(xùn)練，樣本集中充分考慮了各種故障情況，在發(fā)生其中任何一種故障時，繼電保護(hù)裝置均可以做出準(zhǔn)確判斷。

4.3計算機(jī)化

對繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行計算機(jī)化分析，可以充分發(fā)揮出微機(jī)繼電保護(hù)具有的優(yōu)勢。電力系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜程度不斷提高，對微機(jī)保護(hù)的要求也更為嚴(yán)格，除了要具有基本的保護(hù)功能外，還需要具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)長期存放空間，能夠根據(jù)需求完成大量數(shù)據(jù)的高效處理。同時還要具有強(qiáng)大的通信能力，能夠與其他保護(hù)、控制裝置以及調(diào)度聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享等。微機(jī)保護(hù)技術(shù)充分發(fā)揮了計算機(jī)技術(shù)高速運算與完備存貯記憶能力，再加上現(xiàn)在計算機(jī)技術(shù)持續(xù)更新，對提高微機(jī)保護(hù)的靈活性與可靠性具有更大的促進(jìn)作用。

4.4一體化

在實現(xiàn)繼電保護(hù)的計算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機(jī)，是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

5 結(jié)語

總而言之，繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，能夠有效的消除電力系統(tǒng)中存在的問題或者故障，保證電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。因此，繼電保護(hù)工作人員應(yīng)該全面的了解和掌握繼電保護(hù)技術(shù)要點，并加強(qiáng)對繼電保護(hù)技術(shù)的研究，研發(fā)一體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的繼電保護(hù)技術(shù)，提高繼電保護(hù)水平，為電力系統(tǒng)的安全運行提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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