智能電網(wǎng)繼電保護技術分析

易妍 張靜

摘? 要：目前，我國普通居民的生活質(zhì)量普遍得到改善，對水、電的需求也不斷增加。為了滿足人們的生活需要，中國傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運行模式應該得到更新、改善。利用現(xiàn)代信息技術提高和實現(xiàn)配電網(wǎng)效率，在配電網(wǎng)智力管理中不斷地加強我國繼電保護技術，在保障網(wǎng)絡正常運行中，應采取相應的保護措施，確保電力順利傳入用戶家中，促進我國電力工業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：智能電網(wǎng);繼電保護;超高壓交直流電混輸技術

中圖分類號： TM77? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

當前，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)正取得前所未有的進步，特別是智能型電網(wǎng)已經(jīng)成為電力發(fā)展的主流。在此基礎上，對各級電網(wǎng)進行優(yōu)化，實現(xiàn)信息處理自動化，自主化的發(fā)展目標。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，繼電器保護技術仍然是電網(wǎng)不可替代的技術，在新時代面臨著新的挑戰(zhàn)。因此，需要進一步發(fā)展電力保護技術，為后續(xù)電網(wǎng)工作提供技術基礎。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的意義

在智能電網(wǎng)研究過程中，傳輸過程中會出現(xiàn)許多問題，導致傳輸系統(tǒng)失效，影響正常的傳輸效率。因此，應及時采取系統(tǒng)保護措施，解決供電系統(tǒng)存在的問題，確保輸電網(wǎng)安全可靠運行。發(fā)生傳送帶連接錯誤、二次電力保護技術、及時測定報警信號、維修人員及時報警，減少了居民用電前保護中的經(jīng)濟損失。

2 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護技術

2.1 單元件保護技術

單元件保護技術屬于典型的智能電網(wǎng)繼電保護技術。這些技術以保護交流直線，變壓器，發(fā)電機為主要內(nèi)容。改進傳統(tǒng)元件保護，采用新的原理，計算方法，以適應智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)保護需求的變化。該技術在直線系統(tǒng)保護中，用于解決在主保護行波保護中存在的故障位置誤差較大、船上故障及界限等問題。保護變壓器，重點是識別磁溶。根據(jù)新的原理，新的技術，實現(xiàn)了對變壓器內(nèi)部故障的分析，計算和保護。保護發(fā)電機主要是把周圍的單線保護開發(fā)出來。值得關注的是，單元件保護技術可以與智能傳感器技術、保護重塑技術一起應用，大大提高了單元件保護技術的實用性。

2.2 廣域保護技術

以廣域智能電網(wǎng)系保護為重點，通過融合與故障相關的各類信息，綜合判斷廣域保護信息，調(diào)整對跳閘策略操作的保護特征[1]。鎖定保護功能故障檢查等，更全面的智能電網(wǎng)發(fā)展需求。智能電網(wǎng)廣域保護主要由3種模型構成，廣域集中、分散IED、站域集中與區(qū)域分布為一體的區(qū)域布局，廣域網(wǎng)域集中故障檢查測試最為全面，比起分散IED的分布式結構模型，集中對靈活域域進行集中統(tǒng)一的區(qū)域分布模式發(fā)展階段更為有效。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，以動機和間接信息為基礎的故障元件識別計算方法得到了廣泛應用，這是智能電網(wǎng)典型的廣域繼電保護技術。通過深層分析可以發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)能夠更好地實現(xiàn)對區(qū)域的保護，自動化控制技術和智能電網(wǎng)的安全性以及效率性。因為快速提高保護區(qū)域技術的發(fā)展會提高保護區(qū)域的能力和判斷，因此診斷和恢復問題的智能電網(wǎng)可以通過區(qū)域保護技術滿足需求。

2.3 超高壓交直流電混輸技術

隨著用電量的增加，對電網(wǎng)建設方案的要求越來越高，電網(wǎng)建設結構也逐步完善。超聲波壓力直流混合力傳輸技術的應用，為電網(wǎng)建設提供了巨大技術優(yōu)勢。同時，要不斷提高電網(wǎng)技術水平，適應電網(wǎng)建設和發(fā)展的需要。超高壓直流、直流、復合輸電實際應用技術中，純狀態(tài)在電網(wǎng)運行系統(tǒng)中非常重要，存在相關問題時，常見的波長越來越多，變壓器系電保護系統(tǒng)性能要求更高[2]。由于電力系統(tǒng)的復雜性，它應當成為保護電力系統(tǒng)繼電的重要依據(jù)。

2.4 智能傳感技術

智能傳感技術的應用將更加方便，以確保在信息收集系統(tǒng)中的應用。該技術還應限制開發(fā)和利用實證保護技術，并保護可以利用的余地與變壓器結合的方式。變壓器裝置在保證振動傳感器，溫度傳感器和數(shù)據(jù)應用裝置的同時，盡可能發(fā)揮傳感器的監(jiān)測和控制功能，進一步保證了繼電保護的作用。同時，通過智能傳感器的檢測，對相關數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，了解相關設備的運行情況，進一步防止外部環(huán)境的干擾，為后續(xù)儀器提供一定的保護和相關依據(jù)[3]。智能傳感技術是相對高效的技術，在信息收集和傳輸中具有重要意義。

2.5 自身重構技術

近年來，隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和進步，越來越多的人對保護電機提出了要求。繼電保護在一定程度上具有較強的適應性，隨電網(wǎng)運行方式和結構的變化而變化。電系統(tǒng)的保護還具有自我診斷，自我修復的功能。例如，當二次電護裝置的救生元件不能正常工作時，智能型電網(wǎng)就會自動找到合適的元件并更換，以達到自動修理和修復的目的。針對智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀，現(xiàn)有的繼電保護系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)容量的要求。因此，必須科學合理地建立自身重構技術保護系統(tǒng)。

2.6 保證時間及數(shù)據(jù)同步

傳統(tǒng)的微機繼電保護驅(qū)動各個通道的模數(shù)轉換器，通過裝置內(nèi)部獨特的系統(tǒng)時鐘控制總線來實現(xiàn)。每個變壓器的二次模擬值通過二次電纜連接到保護裝置上。數(shù)據(jù)采集的同步精度非常高。在更大的范圍內(nèi)，如何保持時間和數(shù)據(jù)同步將是研究的重點，主要是因為涉及的保護將不限于一個或兩個變電站，或一個或2個設備[4]。變電站現(xiàn)有的配時采用了3種配時模式（串口配時、脈沖配時和編碼配時）。外部時間基準主要以GPS時間信號為主時鐘，定時精度可達到MS級。

智能變電站網(wǎng)絡數(shù)據(jù)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的同步，保護，數(shù)據(jù)采集之間的信息交互和相互合作模式，如分布式電子變壓器和合并單元，電子設備，如保護網(wǎng)絡傳輸，使用這種技術的精度對時鐘的每個保護裝置和數(shù)據(jù)采集單元，實現(xiàn)精確的同步時鐘，簡而言之，也就是系統(tǒng)的時鐘源需要一個統(tǒng)一準確的時鐘。

2.7 劃分區(qū)域結構

該文分析了繼電保護在小范圍和區(qū)域內(nèi)應用的可能性。系統(tǒng)中保護區(qū)的劃分，有助于對保護繼電的應用研究。系統(tǒng)內(nèi)測量系統(tǒng)的布局，通信系統(tǒng)的重復，電網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)的系統(tǒng)的布局，網(wǎng)絡通信技術，通信裝備和二次電力保護系統(tǒng)的現(xiàn)狀，進行了分析研究。這是指典型的變電站結構模型，繼電保護布局決策系統(tǒng)的功能范圍內(nèi)和區(qū)域保護布局方案形成和分布的分級結構。因此，智能變電站建設適應形勢和決策職能。

2.8 調(diào)整后備保護

根據(jù)繼電保護備份配置，綜合考慮備份保護，網(wǎng)絡拓撲變化，保護應該有快速反應能力，使開關策略在區(qū)域內(nèi)可行的局部保護跳閘，快速隔離故障在區(qū)域內(nèi)的保護跳閘策略，最后使保護區(qū)域內(nèi)智能電網(wǎng)、機電保護之間的協(xié)調(diào)機制。

原有的特點是在傳統(tǒng)變壓器保護判據(jù)的基礎上，根據(jù)電子變壓器新的傳感原理的特點，用新的判據(jù)或調(diào)整發(fā)展。1）在斷層帶電子變壓器不容易受到飽和的影響，但是由于電磁電流互感器飽和等原因，可能導致保護誤動作，與斷層帶的標準從TA飽和標準，所以TA飽和標準應該做出適當?shù)恼{(diào)整，以適應保護誤動作。2）針形模擬變壓器保護裝置的保護判據(jù)資料不豐富。在使用通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸或電子變壓器數(shù)據(jù)采集時，有必要根據(jù)再保護準則對信息進行綜合研究。這是因為在智能電網(wǎng)中，繼電保護獲得的信息不僅包括采集、合并單元等傳輸介質(zhì)等異常信息，還包括更大范圍的電量。

2.9 與傳統(tǒng)保護的配合

在建設過程中以及建成后，智能電網(wǎng)應考慮不同類型保護之間的互操作性，主要是因為它不可避免地會遇到保護協(xié)調(diào)配合的問題，如數(shù)字化變電站保護和傳統(tǒng)的微機保護[5]。互操作性問題包括2個。1）發(fā)生在外部故障時，由于側保護電路使用電磁電流變壓器差動保護，可能出現(xiàn)單端飽和現(xiàn)象，另一方面保護電子儀器的變壓器，防止保護誤動作和判單端兩端飽和函數(shù)的差動保護。2）在兩側模擬變壓器的基礎上，新的保護算法需要研究線路原有的差動保護數(shù)據(jù)同步算法，存在兩側不同類型變壓器的數(shù)據(jù)同步問題。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護技術的發(fā)展趨勢

3.1 數(shù)字化發(fā)展

隨著對電力的需求增加，智能電網(wǎng)的技術水平也在逐漸提高。其中還包括在電力資源的收集、傳輸和控制等方面收集和分析大量數(shù)據(jù)，以保障智能電網(wǎng)技術的穩(wěn)定性。因此，在電力保護技術的發(fā)展過程中，數(shù)字化是主要的發(fā)展趨勢，也是智能電網(wǎng)技術發(fā)展的要求。目前，我國的繼電保護技術已經(jīng)在智能網(wǎng)絡中得到有效應用。例如，智能電網(wǎng)技術中的互傳導裝置，可以通過一定的手段感知電網(wǎng)運行中的問題，實現(xiàn)數(shù)字化，發(fā)揮繼電器保護功能。

3.2 自動化發(fā)展

繼電保護技術在發(fā)展過程中有很大的局限性。在保護智能電網(wǎng)的過程中設定的保護途徑將得到保護，其余階段沒有繼承手段。即使智能電網(wǎng)全面運行，也不能保證智能電網(wǎng)的整體系統(tǒng)相對安全。因此，繼電保護技術應當不斷提高自動化水平，加強對智能電網(wǎng)的全面控制，對智能電網(wǎng)進行全方位保護，確保智能電網(wǎng)安全運行。

3.3 廣域化發(fā)展

在繼電保護技術中，廣域保護被用來保護電網(wǎng)。這種技術取得了一定的效果。因此，要把各個部分結合起來，整合和分析各種信息，以保證網(wǎng)格操作過程數(shù)據(jù)的準確性。另外，利用廣域技術手段可以更快地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，提高電網(wǎng)運營效率，在智能電網(wǎng)技術方面也可以發(fā)揮巨大作用。

4 結語

綜上所述，智能電網(wǎng)建設實際上是中國電力系統(tǒng)的更新和完善，是中國電網(wǎng)迅速發(fā)展的必然趨勢。智能電網(wǎng)的繼電器保護技術應符合最新智能電網(wǎng)一系列技術創(chuàng)新的要求，對繼電器保護技術的發(fā)展必須進行深入研究，才能保證智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。因此，為了確保電網(wǎng)保護技術的進步和發(fā)展，促進智能電網(wǎng)安全性、可信度，有必要進行突破和創(chuàng)新，培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

參考文獻

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