電力系統(tǒng)繼電保護自動化策略及技術

薛瑤 陳業(yè)霞 龔祥龍 張巧妹 王浩

摘要：當前，國內經(jīng)濟快速發(fā)展，各種產(chǎn)業(yè)對電力的依賴日益增強，對電力的需求日益增加，電力系統(tǒng)的安全性要求更高。

關鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;自動化

1繼電保護自動化技術

1.1繼電保護裝置工作原理

繼電保護裝置主要是由測量模塊、執(zhí)行模塊以及邏輯模塊等三部分組成，如圖1所示。當電力系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障后，某些突變的物理量就會轉變成信息量，隨著故障的進一步發(fā)展，其突變量就會超過允許的數(shù)值，保護裝置就會將故障進行隔離，避免其對電力系統(tǒng)的其他部分造成不利影響。

測量模塊能夠有效接收并分析傳輸而來的電力系統(tǒng)運行情況，并將分析后的數(shù)據(jù)傳輸至相應的邏輯模塊。在邏輯模塊中，通過一系列復雜的邏輯運算得到邏輯值，再通過對邏輯值進行科學合理的判斷，明確動作是否合理，并將動作信號傳輸?shù)綀?zhí)行模塊中，從而采取有針對性的應對措施，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2電力系統(tǒng)繼電保護裝置的基本要求

為了能夠及時對電力系統(tǒng)故障采取科學合理的處理措施，這就對繼電保護裝置提出了較高的要求，需要具備選擇性、速動性等。選擇性能夠確保繼電裝置只對故障元件采取相應的隔離措施，進而避免故障范圍的進一步擴大。速動性是指繼電裝置在故障發(fā)生后，要能盡快斷開故障元件或者線路，確保將故障的影響范圍控制在較小的范圍內。根據(jù)反應時間的不同，保護動作時間可以分為60～120ms的一般快速保護時間和10～40ms的最快保護時間。為了確保繼電裝置能夠在較短的時間內進行反應，就需要結合其工作的實際要求進行有針對性的優(yōu)選。

2電力系統(tǒng)中繼電保護自動化的重要性

電力系統(tǒng)中繼電保護自動化技術的具體作用和表現(xiàn)主要有以下三個方面：一是繼電保護能夠全方位的監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行情況，把系統(tǒng)中各個組成部門的實時情況準確的反映出，然后發(fā)出判斷指令，對系統(tǒng)的運行情況加以判斷。二是如果系統(tǒng)某個設備的運行出現(xiàn)異常并且被電力系所判斷出，那么故障元件及其周邊的電流將會在第一時間被切斷，將其在整個系統(tǒng)中剝離，避免設備造成更大的損害，以減少對整個電力系統(tǒng)的影響。繼電保護裝置也會對無故障設備進行全力的保護，避免故障導致的大范圍影響。三是在電力系統(tǒng)中剝離故障點的同時，繼電保護系統(tǒng)會根據(jù)故障點的情況判斷發(fā)生的故障類型從而發(fā)出報警，維修人員根據(jù)提醒全方位了解故障，為進一步的維修做好準備。

3電力系統(tǒng)繼電保護中的自動化方法策略

3.1通過微機方式

微機保護是計算機保護和繼電保護的主要途徑，在電力系統(tǒng)中開始逐步使用，但具有一定的挑戰(zhàn)性。這種保護措施依托強大的數(shù)學運算和邏輯處理能力，對電力系統(tǒng)的運行方式、狀態(tài)進行實時監(jiān)控，對電力系統(tǒng)而言，借助微機技術精確的檢測、處理功能，能夠獲得一定的提升。

3.2引入計算機技術

借助計算機技術，繼電保護的自動化、智能化水平獲得極大地提升，其保護能力不斷提高，電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性不斷增長。我們需要高度重視把計算機技術引入電力系統(tǒng)的繼電保護之中，依托計算機優(yōu)秀的軟件、硬件技術，保障系統(tǒng)的靈敏性、精確性等。把計算機技術引入系統(tǒng)之中，能夠把發(fā)生故障的線路、設備的相關參數(shù)準確、合理的計算出，同時保存系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)恢復后，只需在先前操作的基礎上繼續(xù)操作即可，提高了電力系統(tǒng)的工作效率。

3.3提高客戶機自動化程度

繼電保護有兩種形式，主機、客戶機。客戶機一般設置在變電站中，對變電站錄波器端口執(zhí)行保護和管理命令，把設備的故障數(shù)據(jù)分類收集后給予傳輸?shù)缴蠈又鳈C中。在系統(tǒng)運行正常的情況下，客戶機實施不間斷檢測，收取來自設備的數(shù)據(jù)，自動分析系統(tǒng)檢測時間段的運行質量。繼電保護自動化客戶機能僅僅能夠檢查、收取并分析電力系統(tǒng)的運行情況的功能，還能夠對員工的操控指令實施監(jiān)測，如果命令執(zhí)行者出現(xiàn)誤操作的情況，觸發(fā)報警裝置，員工能夠及時改正糾偏，保障系統(tǒng)準確科學的運行。自動化客戶機在電力系統(tǒng)繼電保護的過程中還可以對遠端主站進行適當?shù)臄r截，在遠端主站就可以接收到來自變電站運行時出現(xiàn)的問題和異常，即使自身設備不能進行正常的操控，可以通過請求遠端主站來完成監(jiān)控變電站的運行情況。

3.4建設信息一體化

信息一體化主要是能夠提升電力系統(tǒng)自身的自動化程度，我們可以把信息一體化作為終端一體化設備，以此來完成電力系統(tǒng)的保護工作，如對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，對運行故障信息進行分析和傳輸，對上述數(shù)據(jù)進行收集、規(guī)整并深入分析，為繼電保護自動化、智能化在電力系統(tǒng)中的運用提供保障和依據(jù)，促進電力企業(yè)在新常態(tài)下的穩(wěn)健發(fā)展和提升。

4繼電保護自動化技術的未來發(fā)展的展望

新時期，生產(chǎn)力獲得極大地解放，科學技術在不斷提升，根據(jù)研究，未來繼電保護自動化技術的新變化主要有以下三點：

一是朝著更加智能化方向發(fā)展。當前人工智能成為時下各大科研院校院所的研究熱點，技術也逐漸成熟，在繼電保護自動化領域諸如神經(jīng)網(wǎng)絡、邏輯及遺傳算法等將會不斷引入和使用，這會不斷放大繼電保護系統(tǒng)的功能，當前一些復雜的問題也會迎刃而解。二是網(wǎng)絡化是繼電保護的又一重要發(fā)展方向。具體而言，繼電保護可靠性的不斷提升可以借助網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)，在繼電保護裝置中使用該技術能夠實現(xiàn)保護的網(wǎng)絡化，這是今后繼電保護自動化技術發(fā)展的重要方向。三是計算機化是繼電保護技術發(fā)展的必然要求。設備的性能及故障處理的速度一直以來都是繼電保護自動化技術所追求的，未來可以借助計算機技術而實現(xiàn)，以此提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

結語

伴隨國家電力的快速發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模將會越來越大，隨著城市及農(nóng)村建筑的崛起和一些大的公共設施的增加，電網(wǎng)中很多分系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷的擴大，對電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性以及實時性提出了更高的要求。另外，用電負荷也在不斷增加，伴隨著新型負載的接入，其所帶來的一些質量問題也逐漸顯現(xiàn)出來。因此，電力企業(yè)必須抓緊建設智能、高效、自動化的繼電保護運行機制。

參考文獻

[1]劉奇，黃國強，閆敏.電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性分析[J].電氣技術與經(jīng)濟，2018（6）：11-13.