智能變電站繼電保護(hù)配置的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

黃曉明 鄒怡

摘要：在我國經(jīng)濟(jì)和科技快速發(fā)展的今天，全國已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了用電全球化，很多偏遠(yuǎn)窮困的山區(qū)和少數(shù)民族聚居地也接通了電路，也能用上了電，因此人們對電的使用量和使用范圍也越來越廣了，這就對人們對用電裝置和電路的使用安全提出了高的要求，怎么樣就能安全高效的使用電，有不會(huì)或者較少電裝置對我們做出的傷害，這是我們要考慮和解決的，因此在這樣的要求下，隨之智能化人性化的電路保護(hù)裝置也就隨之推出。通過不斷的研究和完善技術(shù)裝備，智能化的繼電保護(hù)配置也越來越多，但是一些傳統(tǒng)的電網(wǎng)保護(hù)裝置隨著使用周期的增長，靈敏度減低，判斷失誤，保護(hù)失誤等問題也隨之出現(xiàn)，因此我們要提出和研究出一些新的智能變電站繼電保護(hù)裝置，來滿足我們的要求。智能變電站繼電保護(hù)配置對我們的安全進(jìn)一步提出了保障，它是智能電網(wǎng)的重要組成部分，對電網(wǎng)是否能安全運(yùn)行作出了保障。本文主要論述了能變電站繼電保護(hù)配置的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析它一些重要的組成元件，以及對智能變電站繼電保護(hù)配置的未來展望。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)配置;應(yīng)用現(xiàn)狀;展望;

引言

在我們的日常生活中，幾乎無時(shí)無刻都離不開電的使用，小大個(gè)人，大到工廠都不能離開電，由此可見電對我們的生產(chǎn)生活都是至關(guān)重要的，但是大家都知道每年由于使用電不規(guī)范或者是缺乏用電安全意識(shí)造成的死亡是很多的，因此在科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，研究人員也不斷地優(yōu)化了用電保護(hù)裝置，提出了智能化繼電保護(hù)配置，它在很多緊急情況下，能及時(shí)的感應(yīng)電流的波動(dòng)，電阻的過渡，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)等，對于情況異常者，智能化繼電保護(hù)配置會(huì)立刻啟動(dòng)保護(hù)程序，這是電路會(huì)自動(dòng)報(bào)警甚至是啟動(dòng)切斷電源，來保護(hù)電網(wǎng)發(fā)生故障，避免大面積停電和電網(wǎng)癱瘓，以及避免因?yàn)橛秒姸l(fā)生的危險(xiǎn)事故的發(fā)生。智能變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備在不斷的提升和進(jìn)步，它是保證電力元件能安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，在電力系統(tǒng)的電氣元件發(fā)生故障時(shí)，它會(huì)及時(shí)報(bào)警或切斷電源，終止不必要的事件發(fā)生，大大減低了用電人員的傷亡率和較少了我國經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)能節(jié)能減能，實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化，它是我們在日常生活和學(xué)習(xí)中保證我們安全用電過程中不能缺少的一部分。

1?智能變電站繼電保護(hù)配置的現(xiàn)狀分析

什么是智能變電站呢？它指的是我們采用一些集成式，比較先進(jìn)的和環(huán)保節(jié)能的，同時(shí)使用時(shí)又能保證可靠穩(wěn)定的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)全球數(shù)字信息化、信息共享化、各種通訊平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)全球化為基礎(chǔ)要求，設(shè)備能自動(dòng)完成對信息的采集、匯總、分析、評估、檢測、監(jiān)測、保護(hù)等過程，同時(shí)該設(shè)備還能保障電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測，自動(dòng)化控制，自動(dòng)化分析和決策等功能。該變電站是高度的人性化、智能化、既能像人一樣實(shí)施分析操作，在不同的情況在能有不同的但且可靠的解決對策，以此來確保了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)節(jié)省能源，低碳環(huán)保。

就現(xiàn)目前智能變電的使用情況來看，它還處在試用推廣階段，隨著人們安全意識(shí)的不斷提高，全球環(huán)保的不斷提倡以及少能節(jié)能的不斷深化，相信在不久的以后，智能變電保護(hù)裝置會(huì)實(shí)現(xiàn)全球化的。智能變電與常規(guī)變電站有很多不同的地方，它高度的實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的人性化、智能化、可控制化，通過智能跳閘，智能報(bào)警等許多高級設(shè)備程序的不斷完善和智能化，較少了事故發(fā)生的頻率，保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)讓設(shè)備的使用周期延長，也是提高經(jīng)濟(jì)效益的一部分?，F(xiàn)目前隨之智能化的越來越普及，很多的智能設(shè)備和裝置都能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，這也使得智能變電站的資金使用隨之較低，不在是高額的投資，因此智能變電站有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和更廣闊的推廣前景。

智能變電站由間隔層、設(shè)備層、站控層構(gòu)成，每一個(gè)組成的部分都有著不一樣的作用，它是之間的相互配合，才能保證工作的正常運(yùn)行。1）設(shè)備層一般是一些一次性的設(shè)備和智能組件組成的智能設(shè)備和終端，來完成電能的輸出、監(jiān)測、分析、計(jì)算、保護(hù)等過程。它是智能變電站的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。2）間隔層測指的是二

次設(shè)備構(gòu)成的，對電完成監(jiān)測、控制、繼電保護(hù)過程。它的作用時(shí)間和作用次數(shù)都是智能化的。3）站控層是在前兩個(gè)的基礎(chǔ)上更為復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)，它是由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的，對全站甚至多個(gè)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制，完成數(shù)據(jù)的采集分子監(jiān)測等過程。

2?智能變電站繼電保護(hù)的基本要求

2.1?線路保護(hù)

提到智能變電站繼電保護(hù)裝置的基本要求首先要說的就是線路的保護(hù)，線路保護(hù)裝置是用于各個(gè)電壓之間間隔單元的監(jiān)測和保護(hù)，它保障了完善的智能化過程，包括對備用電源的控制、計(jì)量、保護(hù)和對通信的監(jiān)視等對種功能，能有效的保障各個(gè)地級高壓和低壓電網(wǎng)以及廠級和以上電路系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為電壓廠、發(fā)電廠、配電廠、用電單位等多個(gè)地方提供保障機(jī)制和解決問題的方案。因此，能變電站繼電保護(hù)中

線路的保護(hù)是十分重要的，它是電網(wǎng)全面接通和運(yùn)行的保障，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息全球化的基礎(chǔ)，如果線路受損或者是沒有做好線路的保護(hù)措施，是很容易導(dǎo)致漏電，無電等情況的發(fā)生，得我們的生活和學(xué)習(xí)帶來影響的。

2.2?變壓器保護(hù)

變壓器相信我們大家都很熟悉，在我們的學(xué)校、生活區(qū)、工廠區(qū)等很多地方都看得見，它是采用分布式配置，對各個(gè)單元級電壓進(jìn)行監(jiān)測，能及時(shí)敏銳的監(jiān)測電壓的變化情況，具有比較完整的差動(dòng)保護(hù)功能。對于智能變電站繼電保護(hù)是基于線路保護(hù)后不可缺少的一部分。變壓器保護(hù)裝置有很多個(gè)裝置構(gòu)成，如：吸濕器、測溫裝置、繼電器等裝置，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，就該裝置里面的保護(hù)程序都有20多個(gè)，它是具備很多功能，比如：監(jiān)測、保護(hù)、控制等功能，是實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)裝置的理想元件，對一次設(shè)備，如設(shè)備層等的電壓和電流都有著強(qiáng)大的采集和監(jiān)測計(jì)算功能，它可用于集中式安裝和設(shè)備裝置的后備保護(hù)。

2.3?電感器保護(hù)

對于能成為電感器的導(dǎo)體的定義是比較廣泛的，由于在通電的情況下，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生一定的磁場范圍，所以只要能承載一定電流的導(dǎo)體都具有一定的電流感性。但是在實(shí)際生活中，一些長且直的通電導(dǎo)體的磁場都比較弱，承電能力也比較有限，因此我們一般會(huì)選擇導(dǎo)線繞成螺線管作為電感器，在有些情況下，為了進(jìn)一步增強(qiáng)電流感性和磁場力，還會(huì)在螺線管的中間插入鐵心，這樣的電感器又稱之為鐵心電感器，前面說的那一種電感器有叫做空心電感器。從嚴(yán)格意義上來說，電抗分為容抗和感抗兩種，因此電感器實(shí)際指的是電感器和電容器。

2.4?母線保護(hù)

母線保護(hù)是智能變電站繼電保護(hù)裝置的重要組成部分，而電力系統(tǒng)的保護(hù)又是母線保護(hù)的重要組成部分，因此母線的保護(hù)首先得做到電力系統(tǒng)的保護(hù)，而電力系統(tǒng)的保護(hù)的基礎(chǔ)又是總線路的保護(hù)，因?yàn)榭偩€路不僅是保證電流正常接通的基礎(chǔ)，因?yàn)槿绻偩€路的電源系統(tǒng)發(fā)生故障，會(huì)直接影響連接著總線路所有設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成設(shè)備損壞，甚至影響和損害整個(gè)電力系統(tǒng)又，而且對電力系統(tǒng)的正常傳輸和分配其之重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的用電量在不斷的增大，這對電網(wǎng)承受電壓的水平也隨著提高，因此母線的保護(hù)設(shè)施，母線的靈敏性以及母線的穩(wěn)定安全性等都要求都將隨之提高。因此，我們在選擇母線的材料是要盡量選擇耐受性，耐壓性強(qiáng)的導(dǎo)體作為母線裝置，相對應(yīng)的安全保護(hù)程序要更加的嚴(yán)格把關(guān)，面對緊急事件該程序要更加的反應(yīng)及時(shí)，反應(yīng)靈敏，減低設(shè)備的損失和保護(hù)用電人員的安全。

3?智能變電站繼電保護(hù)配置的未來展望

3.1基于廣域信息的電網(wǎng)保護(hù)的展望

什么是廣域信息的電網(wǎng)保護(hù)，一般指的是都對電網(wǎng)的多方面保護(hù)措施，比如防止電網(wǎng)漏電，電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰，減少用電事故等?，F(xiàn)目前一次成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。廣域信息的電網(wǎng)保護(hù)和常規(guī)的電網(wǎng)保護(hù)裝置相比，無論志在使用范圍，還是使用的周期等多個(gè)方面都提升了很多，常規(guī)的電網(wǎng)保護(hù)隨著使用周期的延長，可能會(huì)出現(xiàn)靈敏度降低、判斷失誤、保護(hù)失效等問題，因此廣域信息的電網(wǎng)保護(hù)的研究和發(fā)展是大勢所趨的，同時(shí)對我們電網(wǎng)系統(tǒng)能否長期持久高效的運(yùn)行也是至關(guān)重要的。

廣域信息電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的組成是較為復(fù)雜的，這主要是由它的功能和使用的范圍來決定的。包括以下幾個(gè)方面：1）動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。廣域信息的電網(wǎng)的保護(hù)電力系統(tǒng)是具有實(shí)時(shí)監(jiān)測性的，能對多個(gè)用電地區(qū)的電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和用電使用情況實(shí)施在線監(jiān)測和測量，分析其運(yùn)行十分安全，它是每個(gè)變電站的電力電流電量的調(diào)節(jié)和監(jiān)測中心，能及時(shí)同步變電站的電量使用情況和電壓的高低，是用電廠和發(fā)電廠的主要的通信設(shè)備;2）保證廣域電網(wǎng)信息的有效切割，保證廣域電網(wǎng)信息的控制策略有效實(shí)施，以及其他智能化電網(wǎng)保護(hù)裝置的正確算法;3）廣域信息的電網(wǎng)保護(hù)安裝在每個(gè)變電站，特別是電度調(diào)控中心和電網(wǎng)控制運(yùn)營中心，和智能化控制監(jiān)測電力的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，保證能在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)作出判斷。

3.2?主動(dòng)原則的瞬態(tài)保護(hù)研究

瞬態(tài)保護(hù)是一種高效率、高頻瞬態(tài)的電路保護(hù)系統(tǒng)，響應(yīng)速度快，準(zhǔn)確度高，精密度高等特點(diǎn)，對一些電流的波動(dòng)，電阻的過渡，電網(wǎng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定和電壓的急劇升高等情況能快速做出精準(zhǔn)的判斷以及解決高問題的存在。這對我們電網(wǎng)的保護(hù)是很重要的，可以降低判斷失誤，提高保護(hù)性，以及一定程度上延長電路的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，較少損失等。

3.2.1?基于瞬時(shí)頻率特性的保護(hù)

基于瞬時(shí)頻率特性的保護(hù)是一種應(yīng)發(fā)生電網(wǎng)故障時(shí)，該系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，這是需要檢測高頻電壓和電流的一種保護(hù)系統(tǒng)。但目前它的使用任然存在一些問題，比如成本高、質(zhì)量沒有保障、通信容量有限等問題;除此之外，瞬態(tài)保護(hù)的交互性不高，在電路器斷電和損壞時(shí)，瞬態(tài)保護(hù)系統(tǒng)很容易判斷失誤、保護(hù)失效，靈敏度降低等情況的發(fā)生，最終沒有實(shí)現(xiàn)保護(hù)效應(yīng)。

3.2.2?行波保護(hù)最早的瞬態(tài)保護(hù)

行波保護(hù)是最早的瞬態(tài)保護(hù)，它很多種不同形式的保護(hù)類型，如行波差動(dòng)保護(hù)、根據(jù)振幅的波動(dòng)頻率和波動(dòng)方向來實(shí)施的距離保護(hù)、線路保護(hù)等保護(hù)系統(tǒng)。行波保護(hù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如不受電網(wǎng)系統(tǒng)波動(dòng)的影響，有良好的判斷性和方向性，響應(yīng)時(shí)間快，反應(yīng)度高，判斷性準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。但是行波保護(hù)不穩(wěn)定，不能準(zhǔn)確適應(yīng)瞬態(tài)信號(hào)的識(shí)別方法，對于一些不確定的行波信號(hào)和行波的波動(dòng)不能或者無法做出準(zhǔn)確性判斷和啟動(dòng)保護(hù)裝置。

4?結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，為了更好的適應(yīng)我們的社會(huì)，我們只要不斷的學(xué)習(xí)和進(jìn)步，特備是對于科技的發(fā)展是日新月異的，我們要不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，完善我們的設(shè)備，來更好的實(shí)現(xiàn)我國的發(fā)展。就目前來看，如果沒有了電能，我們是無法工作的，社會(huì)也是無法進(jìn)步的，因此我們要從長遠(yuǎn)的角度來考慮問題，我們要怎么做才能讓我們的電能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化，利用最大化，盡量不去浪費(fèi)一點(diǎn)點(diǎn)能，重要這樣才能實(shí)現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展。從另一個(gè)角度出發(fā)，我們用量的范圍和用電量的增加，我們也要隨之來不斷提高的我們的用電保護(hù)裝置，智能化的水平不斷地提高，不僅是技術(shù)上的提高，其資金的使用量也要隨之不斷下降，才能不斷的推廣，實(shí)現(xiàn)全球智能變電站繼電保護(hù)配置，讓它運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)和生活的各個(gè)方面。同時(shí)面對現(xiàn)目前智能變電站繼電保護(hù)配置存在的不足，我們在及時(shí)的解決，讓未來的智能變電站繼電保護(hù)配置能更加的完美，更加的安全穩(wěn)定可靠，讓電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行更加的穩(wěn)定。

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