水電廠繼電保護分析

莫玉生 王月騰

摘 要：隨著用電量的不斷增加，人們對于電力系統(tǒng)的運行可靠性提出了更高的要求。由于水電廠是保障電力正常供應(yīng)的重要影響因素之一，為了保障電力系統(tǒng)能夠更加平穩(wěn)、安全的運行，為社會生產(chǎn)和居民生活提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，必須重視水電廠繼電保護技術(shù)的提高，確保水電廠的意外故障能夠及時解決，降低對于電力系統(tǒng)的不利影響。 本文通過闡述水電廠繼電保護的作用和發(fā)展歷程，對今后水電廠繼電保護技術(shù)的發(fā)展進行設(shè)想，希望可以為研究人員提供研究方向，更好的促進水電廠繼電保護技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水電廠； 繼電保護 ；技術(shù)發(fā)展； 研究方向

引言：

我國的經(jīng)濟急速發(fā)展，電力需求不斷增加，正常供電、保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行是我國進行社會生產(chǎn)的重要保障。繼電保護對于保障電力系統(tǒng)的運行平穩(wěn)和安全起著十分關(guān)鍵的作用，專業(yè)技術(shù)的要求比較高。對于水電廠來說，繼電保護發(fā)揮著巨大作用，隨著電腦技術(shù)的不斷進步，保護裝置的性能有了顯著提高，正逐漸向智能化和信息化的方向穩(wěn)步發(fā)展。一、 水電廠繼電保護的作用

繼電保護一般是由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分組成[1]。在現(xiàn)場進行信號輸入時要有必要的前置處理，才能使繼電器有效的檢查各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)。例如在進行隔離、電平轉(zhuǎn)換和低通濾波時就要在進行前置處理后才能夠檢查出具體數(shù)據(jù)。測量部分輸出的各種信息，按照一定的邏輯關(guān)系進行重組和運算后得出執(zhí)行動作，再由輸出部分負責執(zhí)行，最終完成任務(wù)。

繼電保護在水電廠發(fā)揮著重要作用，當元件發(fā)生故障時，繼電保護系統(tǒng)能夠迅速、自動、有選擇性的把故障元件與電力系統(tǒng)隔離，保證正常部分快速地恢復(fù)運行，防止故障元件的二次傷害，減小停電范圍。如果元件出現(xiàn)異常，繼電保護系統(tǒng)能夠根據(jù)運行維護的要求快速地動作，發(fā)出信號、減負荷、跳閘等指令。有些事故是不需要迅速動作的，水電廠要根據(jù)元件的危害程度設(shè)置相應(yīng)的延時時間，避免進行不必要的動作。繼電保護除以上作用外，還是水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)視水電廠的電流、電壓等是否在規(guī)定范圍，從而保障水電廠的正常、安全運行。

二、 水電廠繼電保護發(fā)展歷程

由于我國對電力系統(tǒng)的要求越來越高，水電廠的繼電保護也隨之不斷發(fā)展。計算機技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)的進步也為繼電保護技術(shù)的發(fā)展提供了堅實基礎(chǔ)，因此繼電保護技術(shù)發(fā)展紀錄不斷刷新，不停地創(chuàng)造科學(xué)奇跡。建國之后，我國創(chuàng)建了繼電保護技術(shù)研究的科學(xué)隊伍，在工程人員的不斷努力下，50年代我們掌握了國外的繼電保護技術(shù)，為我國的繼電保護技術(shù)研究打下基礎(chǔ)。在60年代我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系[2]，繼電保護技術(shù)進入繁盛時期，我國也具有了較成熟的繼電保護技術(shù)。60年代到80年代出現(xiàn)了晶體管高頻閉鎖距離保護技術(shù)，我國繼電保護技術(shù)結(jié)束了完全從國外進口的時代。70年代，集成運算放大器開始研究，80年代末已經(jīng)具備完整體系，逐步替代晶體管。90年代初集成電路的保護成為主導(dǎo)，是一個以集成電路保護為主的時代。70年代末我國著手進行計算機繼電保護技術(shù)的開發(fā)，在廣大科研人員的努力下也取得了一定的成績，可以說從90年代開始我國已經(jīng)進入應(yīng)用微機繼電保護時代。

三、水電廠繼電保護發(fā)展方向

1. 網(wǎng)絡(luò)信息化

現(xiàn)在對水電廠的安全運行要求越來越高，促使繼電保護技術(shù)的不斷更新。只是找出故障點和縮小故障范圍已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，還應(yīng)在加強系統(tǒng)安全運行方面進行思考?，F(xiàn)今，計算機網(wǎng)絡(luò)成為主流的通信工具，保護系統(tǒng)的觀念已經(jīng)在工程人員中興起，我們可以使每個保護單元都能共享安全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作[3]，從而保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。同時，網(wǎng)絡(luò)信息化能夠使故障性質(zhì)、位置、測距迅速且準確的表現(xiàn)出來，減少判斷故障的時間，從而迅速解決故障。

2. 計算機化

計算機硬件的發(fā)展帶動了微機保護硬件的進步，在經(jīng)過漫長的研究后，我國出現(xiàn)了寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的CPU，具有存儲器管理功能、保護功能、任務(wù)轉(zhuǎn)換功能。計算機的快速發(fā)展使電力系統(tǒng)的發(fā)展更加迅速，對水電廠的安全運行提出了更高的要求。繼電保護系統(tǒng)除了要完成繼電保護工作，還應(yīng)具備存儲故障信息、處理故障信息、強大的通信等功能，這些都需要計算機的輔助。

3. 智能化

現(xiàn)在人工智能技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃和模糊邏輯在水電廠中使用普遍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用非線性映射的方法來解決問題，當出現(xiàn)不能列出方程式和復(fù)雜的非線性問題時，我們應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠輕松解決。現(xiàn)今，水電廠的繼電保護技術(shù)中人工智能化已經(jīng)成為主要的研究趨勢，繼電保護系統(tǒng)中包含專家系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等智能化系統(tǒng)，結(jié)合人工智能技術(shù)可以對繼電保護系統(tǒng)中的不確定因素進行準確分析，快速找到影響智能診斷的原因，使診斷結(jié)果更加的快速、準確，人工智能化是未來繼電保護技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一。

4. 保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化

在水電廠能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的裝置，其實就是一臺多功能、性能高的計算機，網(wǎng)絡(luò)使它能夠獲取水電廠的各種運行、故障信息，也能夠?qū)⑷魏卧男畔魉偷矫恳粋€服務(wù)終端?，F(xiàn)在的微機保護已經(jīng)不是單純的繼電保護，還能在正常運行的情況下，測量、控制通信數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。在社會主義市場經(jīng)濟的推動下，科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展。在廣大工程人員的共同努力下，新型的保護裝置不斷面世。我國對于保護裝置的研究日漸成熟，在這樣的發(fā)展趨勢下，繼電保護技術(shù)的研究會越來越深入，電力系統(tǒng)的運行會越來越安全、穩(wěn)定，保護技術(shù)研究的發(fā)展空間也會越來越廣泛。

四、 結(jié)束語：

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，必然要求水電廠不斷提高工作效率，繼電保護技術(shù)的研究也將面臨更多的困難和挑戰(zhàn)。因此，機電保護者應(yīng)該強化精品意識，不能出現(xiàn)絲毫的松懈和疏漏。同時，繼電保護技術(shù)逐漸向網(wǎng)絡(luò)信息化、計算機化以及智能化方向發(fā)展，有助于減輕現(xiàn)場人員的工作量。

參考文獻：

[1]杜國蘭.地方小水電廠并網(wǎng)運行分析及其繼電保護和安全自動裝置的配置研究[J].黑龍江科技信息，2012，11（22）：109-110.

[2]陳祖添，潘柏崇，劉麗芳.微機保護裝置中邏輯模塊在水電廠的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電，2011，10（21）：178-179.

[3]賈東，陸青.水電廠繼電保護技術(shù)發(fā)展研究[J].科技資訊，2013，12（33）：125-126.