電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系探究

王景波 岳晨 吳陽(yáng)

摘 要：電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展是適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步、生產(chǎn)力提高、全面現(xiàn)代化建設(shè)需求的必然趨勢(shì)。安全的供配電、及時(shí)、暢通的送電服務(wù)、高效、高質(zhì)量的系統(tǒng)服務(wù)給新時(shí)期電力系統(tǒng)的發(fā)展提出了更高的要求。本文主要從安全供電、提升服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)出發(fā)，探討了電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的自動(dòng)化發(fā)展創(chuàng)新模式，對(duì)穩(wěn)定我國(guó)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)秩序，構(gòu)建一體化、智能化、科技化、共享化的電力服務(wù)系統(tǒng)有著重要的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);自動(dòng)化;網(wǎng)絡(luò)化;一體化

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展使人們的生活質(zhì)量和水平得到了不斷提升，人們對(duì)于電力系統(tǒng)供、配電服務(wù)質(zhì)量、工作效率、服務(wù)設(shè)施建設(shè)、安全措施保障建設(shè)也有了越來(lái)越高的要求。這一高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的物質(zhì)文化需求又給電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力并指引了明確的前進(jìn)方向。隨著人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注安全生產(chǎn)、安全用電，主要從事故障發(fā)現(xiàn)、及時(shí)排除或中斷危險(xiǎn)的繼電保護(hù)技術(shù)得以充分的發(fā)展。

一、繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化性能標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件如發(fā)電機(jī)、線路或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可采取安全的控制措施預(yù)報(bào)或終止故障現(xiàn)象的大范圍發(fā)生，是一種自動(dòng)化的防范設(shè)施的成套集合，其重要的組成部分包括感受元件、比較元件和執(zhí)行元件等。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)，繼電保護(hù)裝置則能最大限度地減少這種損壞的程度，從而降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。如：?jiǎn)蜗嘟拥?、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、變壓器溫升過(guò)高等。同時(shí)，繼電保護(hù)裝置還可根據(jù)電氣設(shè)備的不正常工作情況及運(yùn)行維護(hù)條件采取發(fā)出相應(yīng)的不同信號(hào)、自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備調(diào)整及切除易引起事故的電氣設(shè)備等方式進(jìn)行故障提醒、設(shè)備維護(hù)及故障延時(shí)，從而在及時(shí)的提示、規(guī)范的防護(hù)操作中使設(shè)備盡快的恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。

1.1靈敏性

高度靈敏的保護(hù)裝置可以最快的速度切除短路故障，從而有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減輕設(shè)備的故障率，使損害的程度降到最低、范圍縮到最小。在維護(hù)安全供電運(yùn)行的同時(shí)，能通過(guò)靈敏的保護(hù)提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果，使經(jīng)濟(jì)損失、生產(chǎn)損失、設(shè)備損失受到合理的控制。繼電保護(hù)裝置的靈敏性體現(xiàn)設(shè)備在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)能力，通常以靈敏系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。在選擇、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置時(shí)，設(shè)備的靈敏度是我們首要考慮的衡量標(biāo)準(zhǔn)，它是整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的可靠保障。

1.2可靠性

可靠性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)該進(jìn)行的合理保護(hù)功能，簡(jiǎn)言之即是電力系統(tǒng)在正常的工作狀態(tài)下，繼電保護(hù)裝置可不需要采取任何的措施，而在故障狀態(tài)下才應(yīng)采取判斷準(zhǔn)確的防護(hù)措施。如本身沒(méi)有故障的電力系統(tǒng)發(fā)生跳閘、本身沒(méi)有危險(xiǎn)信號(hào)的系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)等現(xiàn)象則說(shuō)明繼電保護(hù)裝置也出現(xiàn)了故障，缺乏可靠性。因此，我們應(yīng)嚴(yán)格的選用可靠性高的繼電保護(hù)裝置，將其納入最基本的選擇衡量標(biāo)準(zhǔn)，且任何電力設(shè)備如線路、母線、變壓器等都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。

1.3快速性

與靈敏性相似，快速性是指在系統(tǒng)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)迅速的切斷短路故障線路，從而防止故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，使線路損害程度降到最低、危險(xiǎn)系數(shù)降到最小。同時(shí)，快速性還包括在設(shè)備故障后的迅速修復(fù)，立即故障排除，從而保持電力系統(tǒng)的用電暢通及高效穩(wěn)定的服務(wù)。

二、繼電保護(hù)自動(dòng)化的創(chuàng)新發(fā)展

基于以上繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化性能要求，我們應(yīng)充分的本著創(chuàng)新的意識(shí)不斷強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置的完善與多元化應(yīng)用，充分的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、一體化技術(shù)促進(jìn)繼電保護(hù)的自動(dòng)化發(fā)展與變革。在繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)基本保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，我們還應(yīng)用智能化的高端要求促進(jìn)各種技術(shù)參數(shù)的合理化制定，通過(guò)科學(xué)的調(diào)研、故障參數(shù)的不斷分析，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保存能力、運(yùn)算能力、匹配能力、決策能力使繼電保護(hù)技術(shù)得到創(chuàng)新的發(fā)展。同時(shí)，促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)建設(shè)，減少單個(gè)繼電保護(hù)裝置的使用，利用網(wǎng)絡(luò)的共享服務(wù)、智能服務(wù)建立更完備的故障分析體系及檢測(cè)校準(zhǔn)體系，從而為繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確、高質(zhì)量服務(wù)提供必要的技術(shù)支持。另外，我們還應(yīng)本著始終把單一的繼電保護(hù)裝置作為整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的一個(gè)終端設(shè)備的原則，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置在數(shù)據(jù)處理上的一體進(jìn)程，最終通過(guò)故障信息的整理、網(wǎng)絡(luò)的獲取及上傳構(gòu)建電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的完備、一體化的分析、校驗(yàn)體系，為繼電保護(hù)的進(jìn)一步自動(dòng)化、全面化、智能化發(fā)展提供有力的決策依據(jù)。

三、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展使繼電保護(hù)技術(shù)得以產(chǎn)生，并隨之不斷強(qiáng)化，隨著科技的創(chuàng)新、現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)大，在自動(dòng)化電力系統(tǒng)的維護(hù)中發(fā)揮著巨大的作用。繼電保護(hù)裝置最初的模型即是熔斷器，從20世紀(jì)50年代至今的50年發(fā)展中，繼電保護(hù)技術(shù)裝置經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，即從電磁式保護(hù)裝置、晶體管式繼電保護(hù)裝置、集成電路繼電保護(hù)裝置演變?yōu)榻裉斓挠?jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置。眾所周知，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的綜合功能使之深遠(yuǎn)的影響了我國(guó)各行各業(yè)生產(chǎn)管理的持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新，隨著高科技技術(shù)的廣泛應(yīng)用與完善，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、一體化的電力系統(tǒng)初步建立。然而，由于我國(guó)電力系統(tǒng)的龐大建設(shè)、持續(xù)擴(kuò)容與增容、地域環(huán)境的復(fù)雜變化使得基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展還處于相對(duì)滯后的局面。我們深知，僅靠簡(jiǎn)單的熔斷、等斷電保護(hù)措施已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)的多元化發(fā)展進(jìn)程與持續(xù)化建設(shè)需求，倘若我們只一味的搞建設(shè)、搞開(kāi)發(fā)、搞經(jīng)營(yíng)，卻忽視了安全生產(chǎn)環(huán)境的控制與保護(hù)，那么一旦龐大的電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成的后果及經(jīng)濟(jì)損失則是無(wú)法估量的。

結(jié)語(yǔ)：

總之，提高電力系統(tǒng)的服務(wù)水平、供電質(zhì)量、全面的生產(chǎn)效益、深化自動(dòng)化的改革建設(shè)進(jìn)程主要的方式就是要促進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，我們只有用科學(xué)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的發(fā)掘繼電保護(hù)裝置的工作效能、保護(hù)措施及科學(xué)的控制體系的建立，才能真正的提高我國(guó)電網(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的運(yùn)行能力，使我國(guó)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化建工作勇攀行業(yè)的高峰。

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