智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護

姜子明

摘 要：繼電保護是確保電網(wǎng)系統(tǒng)可靠運行的重要手段，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，我國的電網(wǎng)開始向智能方向發(fā)展。因此，智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護就顯得格外重要。在電網(wǎng)智能化的發(fā)展過程中，怎樣才能發(fā)揮出繼電保護應(yīng)有的作用，以維持電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，成為值得深思的問題。該文對智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的主要內(nèi)容進行分析，并總結(jié)出該環(huán)境給繼電保護帶來的發(fā)展，希望繼電保護能為智能電網(wǎng)的發(fā)展做出更多的貢獻。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 繼電保護 數(shù)字化

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0022-02

科技的進步使電網(wǎng)朝著智能化的方向發(fā)展，作為維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保護裝置，繼電保護受到了嚴峻的考驗。智能電網(wǎng)在提高用電質(zhì)量的同時，對繼電保護提出了更高的要求，而繼電保護能否滿足這些要求，取決于其是否能與智能電網(wǎng)同步發(fā)展。

1 研究智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的意義

經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了各行各業(yè)的發(fā)展，而各行業(yè)的發(fā)展離不開電力的支撐，因此，電力行業(yè)在社會的發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。隨著社會用電需求的增加，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，其需要不斷的進步才能滿足各行各業(yè)的用電需求。在電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷擴大的過程中，為保證供電質(zhì)量和供電量，就需要將電網(wǎng)朝著智能化的方向建設(shè)，并做好對電網(wǎng)的維護工作。而在電力系統(tǒng)的維護過程中，繼電保護是不可或缺的。繼電保護的作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，斷開故障設(shè)備，并通過警報的形式將故障設(shè)備反映給相關(guān)部門。維修部門在接收到故障信號時，則能及時排除故障，以保證電力系統(tǒng)的正常運行。由此可見，繼電保護是一種智能化的裝置，它能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)起到重要的保護作用，在保證用戶用電質(zhì)量的同時還能減少電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。所以，智能電網(wǎng)的建設(shè)與繼電保護的發(fā)展是密不可分的，兩者都需要受到同樣的重視。

2 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的對象

2.1 單元件保護

單元件保護是智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的重要內(nèi)容，其主要包括以下方面：第一，對發(fā)電機的保護。重點應(yīng)放在其內(nèi)部短路上，其中以匝間短路保護最為重要。因此，在設(shè)計相應(yīng)的保護方案時，應(yīng)注意相關(guān)計算的準確性，并保證其靈敏度校驗是科學合理的。而后備保護中涉及到的一系列保護，則應(yīng)該結(jié)合實際機組的承受能力來判斷。定子、轉(zhuǎn)子可能存在一點接地的情況，在對其進行保護的過程中，則需要確保其可靠性。第二，對變壓器的保護。由于勵磁涌流具有多樣化的特點，使得其出現(xiàn)的問題無法得到有效解決，因此勵磁涌流是變壓器保護中的重點關(guān)注對象。而變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障的原因有很多，對其進行保護需要根據(jù)其常見故障來設(shè)置，所以對這兩方面的研究從未停止過。第三，對交流線路的保護。高阻接地會對距離保護造成不同程度的影響，如果在系統(tǒng)振蕩中再次出現(xiàn)短路的情況，那么距離保護就無法及時作出反應(yīng)，因而不能躲過負荷的干擾。第四，對直流線路的保護。由于線路發(fā)生故障，會產(chǎn)生不確定的行波信號，從而影響行波保護的功能，因此需要對直流線路進行保護。

2.2 廣域保護

智能電網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴大，其建設(shè)技術(shù)也在不斷發(fā)展，因此繼電保護系統(tǒng)中的廣域保護變得越來越重要。廣域保護是建立在現(xiàn)代化的信息技術(shù)之上的，由于信息通信技術(shù)具有高效、及時的特點，所以其能夠處理多種復(fù)雜的信息，從而對繼電保護的配置進行優(yōu)化，使其功能變得更加強大。在繼電保護能力得到提升的同時，其運行速度變得更快，運行能力變得更強?，F(xiàn)階段，廣域保護的后備系統(tǒng)主要有以下幾種形式：第一，廣域集中式；第二，IED分布式；第三，站域集中與區(qū)域分布配合使用的形式。在這3種形式中，廣域集中式將各種處于保護狀態(tài)的電器設(shè)備作為其基本保護單元，通過直接方法，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)內(nèi)的所有信息進行處理，并根據(jù)處理結(jié)果對其進行整合，從而對電網(wǎng)中的故障做出準確的判斷。而IED分布式則是將IED元件布置在需要保護的設(shè)備中，通過IED元件來搜集需要的信息，從而發(fā)揮出繼電保護的作用。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的發(fā)展趨勢

3.1 數(shù)字化

在智能電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護無論是測量手段，還是信息傳輸，都表現(xiàn)出了非常明顯的數(shù)字化趨勢。一般情況下，測量手段的數(shù)字化可以通過數(shù)字接口來實現(xiàn)，也能通過電子互感器來實現(xiàn)。而信息傳輸?shù)臄?shù)字化則是通過光纖網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，這是因為光纖網(wǎng)絡(luò)能夠傳輸數(shù)字信息。通常由于電子互感器的體積十分小，而且其具有超好的絕緣能力，所以在測量電網(wǎng)運行情況時，可以采用光電轉(zhuǎn)換器來進行。而在光電轉(zhuǎn)換器的作用下，電網(wǎng)信號的傳輸頻帶能夠被擴寬，其暫態(tài)性能也會有所增強，從而使互感器在測量過程中不會出現(xiàn)誤差。由此可見，數(shù)字化傳感器不斷推廣，能在未來的繼電保護中得到廣泛的應(yīng)用，而目前繼電保護裝置中的一些輔助功能則不再需要，繼電保護的作用會變得更加明顯，其能夠跟上智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化

當前，數(shù)字化變電站已經(jīng)遍布全國各地，因此，在智能電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護開始呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化特點，而其主要表現(xiàn)在以下兩方面：第一，實現(xiàn)信息共享，這是通過變電站的網(wǎng)絡(luò)化來實現(xiàn)的。由于變電站中存在各類機械設(shè)備，且這些設(shè)備相互之間是連通的。一般在變電站實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的同時，各設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性會變得更強，從而使繼電保護的范圍變得更加廣泛。第二，有效加快信息傳遞的速度，且傳輸?shù)臏蚀_性能得到進一步的提高。在網(wǎng)絡(luò)體系的支撐下，相關(guān)人員能借助數(shù)字接口，及時、準確地將繼電保護信息傳輸出去，從而實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的全面監(jiān)控。所以，智能環(huán)境下，電網(wǎng)的運行效率會得到提升，且其運行的準確性也能得到可靠保障。

3.3 整定自動化

在智能電網(wǎng)出現(xiàn)前，繼電保護以保護線路為主，其保護范圍具有局限性，所以其保護定值有時會不準確，從而影響了繼電保護的功能發(fā)揮。在智能電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護需要擴大其保護的范圍，要將電力系統(tǒng)中的所有電力設(shè)備囊括進來，還需包含電力系統(tǒng)中的所有線路，從而實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的全面保護。因此，繼電保護未來的發(fā)展趨勢應(yīng)朝著這方面努力。而要實現(xiàn)這一功能，就需要將電網(wǎng)中每個部分的信息整合起來，提高繼電保護的實時性和準確性，從而將其推向自動化。此外，輸電靈活化、廣域化等多種特性，都是智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的重要發(fā)展趨勢。根據(jù)實踐情況可知，輸電靈活化的最終目的是提高電能輸送的效率，而廣域化則是通過采集更多的信息來完成繼電保護的工作，對于促進智能電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行有著極大作用。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，我國的電力系統(tǒng)各方面都發(fā)生了巨大的變化。智能電網(wǎng)的發(fā)展，要求有智能化的繼電保護與之相匹配，否則就會影響電力系統(tǒng)電能輸送的效率。而在智能電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護的主要內(nèi)容包括單元件保護和廣域保護，其在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、整定自動化等方面表現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢。隨著智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，繼電保護的應(yīng)用前景非常樂觀，相信其一定能夠得到很好的發(fā)展。

參考文獻

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