高壓變電系統(tǒng)繼電保護的特點與發(fā)展趨勢探討

王敏

（廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510925）

電力企業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是穩(wěn)定地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的重要保障。因此，需要高度重視變電運行中的繼電保護工作，以提高電力系統(tǒng)供應(yīng)的安全性能，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 繼電保護的相關(guān)概念

1.1 繼電保護的定義

過去在對電力系統(tǒng)和元件的保護過程中，采用有觸點的繼電保護器來避免其受到損害，因此得名“繼電保護”。繼電保護是通過對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障及其收集運行狀況之后，再分析與詳細研究，進而制定出一套系統(tǒng)、智能的應(yīng)對事故的自動化措施來避免不良狀況的產(chǎn)生。繼電保護系統(tǒng)可以保證在電力系統(tǒng)產(chǎn)生狀況的第一時間，在最小范圍內(nèi)，切除系統(tǒng)中的故障設(shè)備，從而最大程度地避免這些損壞設(shè)備帶來的系統(tǒng)問題波及到更大的范圍，避免影響當(dāng)?shù)鼐用窈推髽I(yè)的正常用電。同時，相關(guān)工作人員可以根據(jù)發(fā)出的警報信號，對異常情況的根源進行排查。

1.2 繼電保護的特點

（1）選擇性。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，繼電保護會自動選擇，保證在最小范圍內(nèi)切斷相關(guān)故障設(shè)備的開關(guān)，而非對所有開關(guān)進行斷電處理，因此，其他的電力系統(tǒng)仍舊還可以正常運行。

（2）快速性。繼電保護可以在事故發(fā)生的第一時間，對相關(guān)的故障進行處理，從而最大程度避免其影響所在地區(qū)人們的正常用電，保證電力的持續(xù)供應(yīng)。維系整個電力系統(tǒng)的正常運行，對于保障人們的生活具有極大意義，當(dāng)今社會對于電力的依賴程度越來越深，只有在最短時間，用最快速度來解決電力系統(tǒng)的故障，才能保障機器、設(shè)備、科技以及人們生活等的正常運行。

（3）可靠性。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障的第一時間，繼電保護裝置就可以感應(yīng)到并且采取相應(yīng)措施應(yīng)對，斷電情況一旦發(fā)生，繼電保護裝置便立即切斷相關(guān)部位的開關(guān)，隔離故障，將事故控制在最小范圍內(nèi)。

（4）靈敏性。為了維持電力系統(tǒng)的正常、平穩(wěn)運行，要求必須清除所有故障，這就需要在日常檢查和維互的工作中朝著精細化的方向不斷努力，以保證繼電保護和電力系統(tǒng)一樣具有高度的靈敏性，來保證一旦出現(xiàn)事故時，可以作出最迅速的反應(yīng)。

2 高壓變電系統(tǒng)繼電保護的特點

高壓變電系統(tǒng)繼電保護對電網(wǎng)安全運行具有重要的作用，是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要設(shè)施。在電網(wǎng)運行的過程中，可能會受到雷擊、風(fēng)災(zāi)等自然因素或者操作失誤、設(shè)備問題、人為因素的影響，出現(xiàn)不正常工作或者故障等情況，影響電力系統(tǒng)的運行，威脅電力系統(tǒng)的安全。為了保證高壓變電站的正常運行，防止其出現(xiàn)故障，造成經(jīng)濟損失，電力檢查和維護人員需要認真地排查，及時發(fā)現(xiàn)并排除高壓變電系統(tǒng)繼電保護的故障，維護高壓變電系統(tǒng)的正常運行。高壓變電系統(tǒng)繼電保護對于保證電力系統(tǒng)的安全運行具有重要作用，其主要具有以下幾方面的特點。

（1）操作簡單靈活。在計算機技術(shù)取得長足進步之后，最新成果被不斷使用于繼電保護當(dāng)中。一方面人機交互界面不斷優(yōu)化，在界面更加簡潔美觀的同時，其操作的便捷性也大大提高；另一方面電力系統(tǒng)的維護與調(diào)試工作也不斷被簡化，檢測與維修所需的時間不斷縮減。與此同時，隨著使用經(jīng)驗的不斷累積，繼電保護設(shè)置的結(jié)構(gòu)可以通過相關(guān)軟件，在操作現(xiàn)場就能被修改。

（2）優(yōu)化繼電保護的動作特征和性能。超強的記憶力使得繼電保護具備了常規(guī)保護難以獲得的特性，可以對問題設(shè)備采取故障分量的方法，進行有效的診斷和保護，從而大大提高其保護的正確率。

（3）易提高可靠性。使用數(shù)字元件對于繼電保護設(shè)置具有很好的可靠性。一方面數(shù)字元件擁有高穩(wěn)定性的特點，這使得其不容易受一般的溫度變化以及電源波動的影響，而保持良好的日常運作。另一方面其擁有優(yōu)質(zhì)的自我檢測能力，通過對相關(guān)軟件的使用，對主要元件、部位等實時工作狀況進行巡檢，以保證及時發(fā)現(xiàn)有關(guān)問題與隱患。

（4）遠方監(jiān)控。依托于計算機技術(shù)而實現(xiàn)的遠方控制是繼電保護裝置的另一大優(yōu)勢。串行通信功能和繼電保護監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)的結(jié)合，可以將不在一個控制區(qū)域內(nèi)的設(shè)備也實時控制起來，從而實現(xiàn)遠方控制。

3 變電系統(tǒng)繼電保護中存在的故障問題

變電系統(tǒng)在運行期間，繼電保護裝置在變電中的應(yīng)用主要通過元件測量、邏輯環(huán)節(jié)、執(zhí)行輸出等形式的運行下，并根據(jù)變電運行種類制定出一項科學(xué)、合理、有效的保護對策，只有這樣才能保證變電可以正常的運行下去。然而，變電繼電保護常常會因為多種原因?qū)е缕湓谶\行時存在著一定不足。

（1）產(chǎn)源性故障問題。所謂的產(chǎn)源性故障問題就是繼電保護裝置本身的質(zhì)量不過關(guān)，且在運行過程中，因為這些潛在的故障問題沒有被發(fā)現(xiàn)，而導(dǎo)致在電力系統(tǒng)運行的過程中，其無法實現(xiàn)故障檢測、數(shù)據(jù)處理分析等功能，在電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)后也無法起到應(yīng)有的修復(fù)作用，使得繼電保護因失去應(yīng)有的價值而威脅到整個變電的運行安全。

（2）運行性故障問題。運行性故障即繼電保護裝置在運行過程中，因出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性受到影響。一旦繼電保護裝置出現(xiàn)運行故障，就必須立即采取措施來補救，否則可能造成更大范圍內(nèi)的故障，嚴(yán)重的甚至?xí)斐烧麄€變電系統(tǒng)的癱瘓以及威脅人們的用電安全。因此，對繼電保護裝置進行定期、全面的檢測和維護必不可少，第一時間對潛在的不利因素進行排查，并據(jù)此制定出有效的應(yīng)對解決措施，對于保證整個裝置的安全、穩(wěn)定運行具有重大意義。

（3）隱形性故障。所謂的隱形性故障是指隱蔽性極高的裝置故障，它作為一種隱形性的故障問題，一般很難被發(fā)現(xiàn)。但是一旦出現(xiàn)，將對整個系統(tǒng)造成極強的破壞力，嚴(yán)重時甚至對工作人員的生命安全造成威脅。做好對變電繼電保護裝置的日常檢測以及故障排查工作，并為其制定出相應(yīng)的有效解決方案，是保證變電繼電保護裝置正常運行的最佳方式。減少發(fā)生隱形性故障的概率，加強排查力度與精度，建立起完善、迅速的故障預(yù)警機制和故障應(yīng)對機制，才是根本的解決途徑。

4 高壓變電系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展

高壓變電系統(tǒng)繼電保護對于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的作用，因此為了更好的保障電力系統(tǒng)的運行，需要不斷發(fā)展繼電保護技術(shù)。就目前來看，繼電保護主要向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、計算機化、虛擬化和一體化等方向發(fā)展。

（1）繼電保護的網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的長足發(fā)展，讓我國的繼電保護技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向不斷推進。就目前來說，我國的繼電保護裝置在數(shù)據(jù)源方面出現(xiàn)了嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)象，致使得高壓變電系統(tǒng)只有出現(xiàn)故障才能觸發(fā)繼電保護裝置，從而尋找出故障元件來進行替換。而隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷提升，繼電保護技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化的道路上實現(xiàn)了大飛躍。表現(xiàn)明顯的就是網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了將高壓變電系統(tǒng)的各部分原件和繼電保護裝置進行有效結(jié)合，來更加快速、精準(zhǔn)地檢測出故障及其原因和部位，而使其在第一時間獲得維護，從而更好地保護高壓變電系統(tǒng)，適應(yīng)信息化社會的要求。

（2）繼電保護的智能化。不斷發(fā)展和成熟的智能技術(shù)被應(yīng)用到繼電保護當(dāng)中，不僅提高了在解決機械設(shè)備故障時的準(zhǔn)確度和速度的問題，還讓整個繼電保護裝置與高壓變電系統(tǒng)的穩(wěn)定程度獲得大幅度的提升。智能化已經(jīng)成為高壓繼電保護系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向，它對高壓繼電保護系統(tǒng)未來的發(fā)展方向有著舉足輕重的指導(dǎo)作用。

（3）繼電保護的計算機化。計算機技術(shù)的不斷發(fā)展為繼電保護技術(shù)的發(fā)展提供了重要保障，人們也在日常使用中，對其用于繼電保護裝置時的工作水平提出了更高要求。在實現(xiàn)基本保護作用的前提下，數(shù)據(jù)處理能力的提升、儲存空間的擴大、通訊系統(tǒng)的強化以及信息共享功能的開發(fā)使用是人們對于繼電保護提出的新要求。繼電保護裝置的計算機化是大勢所趨，不論是設(shè)備、操作，還是系統(tǒng)都在朝著這個方向不斷進步。高壓變電系統(tǒng)迭代之后進入軟件化和數(shù)字化時代，繼電保護系統(tǒng)的便捷性、靈活性以及可靠性都在這一大趨勢下得到顯著提高，從而成就高壓繼電系統(tǒng)的高穩(wěn)定性。

（4）繼電保護的虛擬化。繼電系統(tǒng)不斷發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了通過計算機就可以同步控制與操作，即在計算機上模擬出繼電保護裝置的虛擬化界面，通過互聯(lián)網(wǎng)與設(shè)備進行連接，便可以實現(xiàn)只需要使用鼠標(biāo)和鍵盤就可以進行儀器的操作，并通過虛擬化界面來進行數(shù)據(jù)的讀取和對測量結(jié)果的觀察，整體上大大降低了操作的難度。虛擬化技術(shù)的不斷進步，使得其在繼電保護中的重要性也將日益增長。

（5）繼電保護的一體化。所謂的繼電保護一體化即為提高繼電保護的效率，將保護、測量數(shù)據(jù)和通信進行一體化連接，來使得繼電保護裝置可以進行系統(tǒng)性、有序性的作業(yè)。具體來說，就是將繼電保護和綜合自動化相結(jié)合，基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行資源共享，在保證每個保護裝置起到保護作用的同時，實現(xiàn)將檢測到的各項指標(biāo)數(shù)據(jù)上傳到計算機之后進行信息共享。

5 結(jié)語

在社會不斷發(fā)展的今天，電力在人們的日常生活中越發(fā)不可或缺，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要對變電繼電保護裝置不斷進行改革升級，更需要我們善于在平時的實踐中，對已經(jīng)出現(xiàn)的問題或者檢測到的潛在問題加以分析、處理和總結(jié)，最終制定出深刻、系統(tǒng)、實用的解決措施來面對變電繼電保護裝置自身或者電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的一些問題。