繼電保護在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

羅鈺奇

摘要：繼電保護裝置及其所在的系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中占據(jù)了十分重要的地位，所起的作用也越加明顯。本文作者探討了繼電保護在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：繼電保護;電力系統(tǒng);應(yīng)用

0、引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們對電力日益增長的需求，無不推動著電力行業(yè)向著智能化的方向發(fā)展。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)建設(shè)中，自動化技術(shù)越來越普遍。其中，繼電保護自動化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，繼電保護自動化技術(shù)的應(yīng)用中難免會遇到各種問題。因此，研究和探討繼電保護自動化技術(shù)具有重要的意義。

1、繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，為了適應(yīng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求，繼電保護技術(shù)也在迅速地發(fā)展。同時，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了更新的活力。繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要設(shè)備，滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求是繼電保護發(fā)展的基本動力。選擇性、速動性、靈敏性和可靠性是對繼電保護的四項基本要求。為達到這個目標(biāo)，繼電保護專業(yè)技術(shù)人員借助各種先進科學(xué)技術(shù)手段做出了不懈的努力。經(jīng)過近百年的發(fā)展，在繼電保護原理完善的同時，構(gòu)成繼電保護裝置的元件、材料等也發(fā)生了巨大的變革。繼電保護裝置經(jīng)歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發(fā)展階段。從20 世紀(jì)90 年代開始我國繼電保護技術(shù)已步入了微機保護的時代。

2、繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中的顯著特點

微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢： 高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D 模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù)，使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護，而顯示了強大生命力。

與傳統(tǒng)的繼電保護相比，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下：

（1）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性; 其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護; 可引進自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。

（2）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。

（3）工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn); 裝置體積小，減少了屏位數(shù)量;功耗低。

（4）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響; 且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

（5）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調(diào)試也更方便，從而縮短維修時間; 同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。

（6）可以進行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。

3、繼電保護系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

3.1信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在繼電保護當(dāng)中的應(yīng)用

當(dāng)今繼電保護新技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)逐步的由模擬式、數(shù)字式的傳統(tǒng)模式進入到了信息技術(shù)的領(lǐng)域當(dāng)中。信息技術(shù)在電力繼電保護系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面，一是數(shù)字信號處理技術(shù);二是小波轉(zhuǎn)換技術(shù)。在數(shù)字信號處理技術(shù)中，尤其是表現(xiàn)在DSP方面上。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)和計算機技術(shù)的手段也越來越優(yōu)化，相關(guān)聯(lián)的信息產(chǎn)業(yè)也得到了很大程度上的發(fā)展與進步。就電力行業(yè)來講，數(shù)字信號處理技術(shù)對繼電保護技術(shù)的發(fā)展起到了十分重大的影響，在這一領(lǐng)域做出了突破。小波變換其實就是將一個波形劃分為不同位置與尺度的小波總和，它的形式多種多樣，周期最多持續(xù)幾周的時間，小波變換具有的性能可以更好的對信號或者圖像中的一些小細(xì)節(jié)進行分析。通過對信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護新技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用，能夠更好的為這項技術(shù)帶來更加便捷、持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。

3.2自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護當(dāng)中的應(yīng)用

根據(jù)自適應(yīng)控制技術(shù)的定義，我們可以了解到自適應(yīng)控制這一項技術(shù)是在電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)當(dāng)中必不可少的，它可以根據(jù)情況的不同而進行不同程度的改變，這正是繼電保護當(dāng)中所需要的。自適應(yīng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用，能夠根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生的變化情況進行有針對性的保護，做出必要的措施，這樣大大的改善了保護性能和電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，更好的滿足了人們持續(xù)用電的用電需求，使得電力系統(tǒng)的運行更具安全性和經(jīng)濟性，不但在贏得人們口碑的同時，也獲得了巨大的經(jīng)濟收益。在實際應(yīng)用實踐的過程中，自適應(yīng)控制技術(shù)還可以削弱在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的振蕩、故障發(fā)展、系統(tǒng)頻率變化、以及在單相接地短路時出現(xiàn)的過渡電阻等一系列可能會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響的負(fù)面因素。盡管當(dāng)前我國電力系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)ψ赃m應(yīng)控制技術(shù)的研究不斷深化，也著實取得了很大的成果。但是，要想在真正意義上實現(xiàn)對于電力系統(tǒng)運行方式以及故障狀態(tài)的自適應(yīng)，我們?nèi)赃€需要獲得更多的故障信息，以及系統(tǒng)運行的信息，而要想達到這一目標(biāo)，計算機智能化和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用是必不可少的，所以我國還必須要加強對計算機智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，以滿足自適應(yīng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護當(dāng)中的應(yīng)用。

3.3繼電保護硬件故障處理技術(shù)

（1）對二次回路進行拆除

通常情況下，回路故障是繼電保護故障中較為常見的。在對電力系統(tǒng)繼電保護進行相應(yīng)的故障檢測與排查時，如果故障存在但又不能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障點時，一般可以采用把電力系統(tǒng)中的二次回路先拆除，然后重新組裝的傳統(tǒng)辦法，目的是為了便于更加準(zhǔn)確的對故障點進行定位，找到相應(yīng)的故障點后再將設(shè)備組件依次安裝好。

（2）運用置換方法進行故障處理

所謂的置換方法是指：在對繼電保護設(shè)備進行檢查時，如果發(fā)現(xiàn)某一設(shè)備疑似存在問題，則采用同等型號的設(shè)備對其經(jīng)行置換（確保所用的設(shè)備運行狀態(tài)良好），以此來判斷疑似故障元件是否真正存在故障。這種方法可以將繼電保護裝置的故障范圍盡量縮小，且大大縮短了事故檢查所需的時間。

（3）參照對比方法進行故障處理

顧名思義，參照對比方法就是指把相同型號和規(guī)格的技術(shù)參數(shù)的數(shù)據(jù)檢查報告作為參考依據(jù)，將運行不良的設(shè)備與正常設(shè)備進行參照比對，當(dāng)出現(xiàn)比對不一致時，說明繼電保護存在故障。

4、繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景

繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 繼電保護功能深步拓寬

計算機的廣泛應(yīng)用和在計算機輔助設(shè)計功能的幫助下，繼電技術(shù)的功能性必將越來越多、越來越強，可根據(jù)故障的顯性進行適當(dāng)?shù)目刂七\用。

4.2 顯著的電子數(shù)據(jù)主動化特性凸現(xiàn)

計算機數(shù)據(jù)自動化發(fā)展越來越快，繼電保護技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展也必然得到充分的體現(xiàn)，即電子數(shù)據(jù)主動化性能必將得到顯現(xiàn)。

4.3 繼電保護技術(shù)的運用方便靈活

該項技術(shù)廣泛應(yīng)用，將使得電力線路維護調(diào)試也變得更加方便。在運行過程中，操作者可根據(jù)電流值，進行適當(dāng)調(diào)整。

4.4 綜合自動化

隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，微機繼電保護裝置將可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)的運行和故障信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲取的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端是，即繼電保護系統(tǒng)在完成繼電保護功能的同時，還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信等方面的綜合自動化。

歸結(jié)起來，主要是走向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向。

5、結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)以及繼電保護理論的發(fā)展，繼電保護技術(shù)還存在著很大的發(fā)展空間。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命，由數(shù)字時代跨入信息化時代，發(fā)展到微機智能綜合自動化水平。

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