電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展綜述

摘 要：當(dāng)今社會(huì)，電力是一種十分重要的能源，與人們的生產(chǎn)和生活都密切相關(guān)，21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的科技和經(jīng)濟(jì)水平都經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，在這一時(shí)期，我國(guó)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)也取得了較大的進(jìn)展，總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷四個(gè)主要階段。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于維護(hù)電力系統(tǒng)安全，保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有著十分重要的意義。文章從我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和任務(wù)出發(fā)，以及一些基本特點(diǎn)，分析了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；應(yīng)用；發(fā)展

引言

當(dāng)前電力系統(tǒng)中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較大的突破，但在各種技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于一些非正常因素而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或難以正常運(yùn)行的情況，常見(jiàn)的有單相接地故障、雙相接地故障等，只有在對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程以及技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀充分了解的基礎(chǔ)上，才能有效的避免這些故障對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的威脅，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

1.1 繼電保護(hù)的概念和任務(wù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)主要用于電力系統(tǒng)故障的快速切除，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)或跳閘以終止電力系統(tǒng)的運(yùn)行，及時(shí)消除電力系統(tǒng)出現(xiàn)的反常狀況。完整的繼電保護(hù)裝置包括測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分三種，這三部分之間是互相承接的關(guān)系。首先，測(cè)量部分負(fù)責(zé)測(cè)量被保護(hù)裝置的工作狀態(tài)和相關(guān)電氣參數(shù)，判定保護(hù)裝置的啟動(dòng)狀態(tài)。其次，邏輯部分是根據(jù)測(cè)量部分的結(jié)果進(jìn)行邏輯輸出，進(jìn)一步確定保護(hù)裝置的動(dòng)作。最后，執(zhí)行部分的主要工作是將來(lái)自邏輯部分的各種信號(hào)接收并處理，同時(shí)完成跳閘和發(fā)出信號(hào)等任務(wù)。

顧名思義，繼電保護(hù)技術(shù)的任務(wù)是保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在實(shí)際操作中，繼電保護(hù)的主要任務(wù)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）快速有效的切除電力系統(tǒng)故障原件，迅速恢復(fù)正常供電。

（2）反應(yīng)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)行狀態(tài)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，方便工作人員及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理或自動(dòng)調(diào)整。

（3）配合供配電系統(tǒng)，根據(jù)具體的故障類型選擇合適的處理方法，以縮短停電事故的時(shí)間，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

1.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本特點(diǎn)

首先，選擇性是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的一個(gè)主要特點(diǎn)，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電路和設(shè)備發(fā)生短路等故障問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)作出相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)將故障切除，或是由相鄰的設(shè)備或是線路來(lái)實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作。其次是速動(dòng)性，主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置能夠在故障發(fā)生時(shí)，快速的做出反應(yīng)，及時(shí)將故障切除，避免造成不必要的麻煩，降低設(shè)備的損壞程度，對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性都十分有利。然后是靈敏性，與速動(dòng)性類似，主要在于繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)速度快，能十分靈敏的對(duì)系統(tǒng)故障做出反應(yīng)，做出迅速且正確的動(dòng)作，電力系統(tǒng)中不同的保護(hù)裝置靈敏度不同，可以以相應(yīng)的靈敏系數(shù)來(lái)衡量。最后是可靠性，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備能夠有效的保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用

2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展歷程

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了四個(gè)不同階段的發(fā)展，分別是機(jī)電式繼電保護(hù)、晶體管繼電保護(hù)、基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)和微機(jī)保護(hù)。在20世紀(jì)90年代以前是前三種繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的時(shí)期，在隨后的階段，繼電保護(hù)技術(shù)逐漸開(kāi)始想微機(jī)保護(hù)方面邁進(jìn)。當(dāng)前的微機(jī)保護(hù)的邏輯處理能力、計(jì)算能力和記憶能力等都比以往的保護(hù)技術(shù)要強(qiáng)大許多，在傳統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，微機(jī)保護(hù)還具備了故障測(cè)距和故障錄波的功能，目前在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為深入的應(yīng)用。相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的一些新型的控制原理和方法都能在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)得到新的應(yīng)用，推動(dòng)繼電保護(hù)技術(shù)像更高層次的方向發(fā)展。

2.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的作用和目的都是為了及時(shí)將發(fā)生故障的原件切除，有效的降低故障的影響范圍，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可分為以下幾個(gè)方面：（1）線路保護(hù)。最常采用的是二段和三段式的電流保護(hù)，一段、二段和三段式分別是指電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。（2）母聯(lián)保護(hù)。需要與限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)同時(shí)裝設(shè)才能發(fā)揮作用。（3）主變保護(hù)。包括主保護(hù)和后備保護(hù)，前者的主要內(nèi)容由重瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)，后者主要包括復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。（4）電容器保護(hù)。主要用于保護(hù)電容器可能會(huì)出現(xiàn)的過(guò)流、過(guò)壓或失壓等故障。

繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行尤為重要，要保證繼電保護(hù)設(shè)備的高效運(yùn)行，就要繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)得到足夠多的電力系統(tǒng)的故障信息，提高繼電保護(hù)的可靠性。這就要求在各繼電保護(hù)單元間能夠盡可能的實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)故障信息和數(shù)據(jù)的共享，實(shí)現(xiàn)各單元間協(xié)調(diào)動(dòng)作，進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展

3.1 智能化的繼電保護(hù)技術(shù)

近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊邏輯等技術(shù)在電力系統(tǒng)中都得到了一定程度的應(yīng)用，并且具有十分廣闊的發(fā)展空間。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分布式的存儲(chǔ)信息，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理和學(xué)習(xí)等目標(biāo)，在未來(lái)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方面，將會(huì)利用人工智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障類型的自動(dòng)判別、距離的測(cè)定以及對(duì)各種主設(shè)備的保護(hù)等工作。

3.2 廣域保護(hù)系統(tǒng)

廣域保護(hù)技術(shù)致力于對(duì)故障進(jìn)行精準(zhǔn)、可靠、快速的發(fā)現(xiàn)和切除，同時(shí)還能對(duì)故障切除可能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，并針對(duì)相應(yīng)的情況，采取相應(yīng)的控制措施，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前的廣域保護(hù)系統(tǒng)功能主要有兩種：（1）利用廣域信息來(lái)進(jìn)行安全監(jiān)

視和控制，實(shí)現(xiàn)廣域信息的安全利用。（2）利用廣域信息完善繼電保護(hù)的功能。

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作者簡(jiǎn)介：劉戰(zhàn)（1987-），男，漢族，吉林通化人，國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司延邊供電公司，助理工程師，本科學(xué)歷，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。