智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)新技術(shù)研究

魏子淇

摘 ?要：智能電網(wǎng)建設(shè)下繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠起到良好的保護(hù)作用，是新時(shí)期我國電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。文章通過對繼電保護(hù)技術(shù)對智能電網(wǎng)的作用進(jìn)行分析，探討繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與裝置使用下具體要求。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);繼電保護(hù);新技術(shù);電網(wǎng)技術(shù)

引言

隨著科學(xué)進(jìn)步與技術(shù)發(fā)展，社會(huì)對用電量與用電可靠性提出了更高要求，必須建立一個(gè)更可靠、高效、兼容、互動(dòng)的智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是通過智能變電站組成的，智能變電站對于整個(gè)電力系統(tǒng)來說是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。對于智能變電站，繼電保護(hù)是安全運(yùn)行的第一道防線，各類型的保護(hù)裝置可以在電網(wǎng)或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)快速動(dòng)作出口，對故障進(jìn)行最小范圍的切除，并對故障過程進(jìn)行錄波，將故障信息、動(dòng)作情況進(jìn)行上傳監(jiān)控系統(tǒng)。

1繼電保護(hù)技術(shù)對智能電網(wǎng)的作用

智能電網(wǎng)在發(fā)生異常情況時(shí)，能夠自動(dòng)檢測并啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在這一過程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠自動(dòng)隔離其他區(qū)域電網(wǎng)，是一種保護(hù)電網(wǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。繼電保護(hù)系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，此系統(tǒng)主要是根據(jù)電流的增大與電壓相位角的改變，有效測量阻抗變化等來實(shí)現(xiàn)對電位的有效保護(hù)。整套的繼電保護(hù)系統(tǒng)主要由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)以及執(zhí)行輸出三個(gè)部分組成，繼電保護(hù)雖然有效促進(jìn)了智能電網(wǎng)的發(fā)展，但是在運(yùn)行過程中若出現(xiàn)失誤，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)破壞，給電力公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，能夠有效處理智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對智能電網(wǎng)的保護(hù)。繼電保護(hù)系統(tǒng)不僅能確保智能電網(wǎng)正常運(yùn)行，還能時(shí)刻監(jiān)測我國電力系統(tǒng)中存在的問題，從而及時(shí)采取對應(yīng)的措施。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)了電力故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出預(yù)警信號，在發(fā)出預(yù)警的同時(shí)，能夠自動(dòng)切除與其他電網(wǎng)相連接的部分，最大限度地減少意外事故，有效減少電力故障帶來的各種經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠幫助電網(wǎng)和數(shù)據(jù)同步，利用繼電保護(hù)技術(shù)，可以通過二次電纜精確地采集數(shù)據(jù)，從而提升智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度。將繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)，能夠確保智能電網(wǎng)中各個(gè)裝置運(yùn)行的靈敏度，確保我國智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)新技術(shù)

2.1屬性圖數(shù)據(jù)庫

這是繼電保護(hù)整定技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，這些數(shù)據(jù)都是在整定過程中轉(zhuǎn)化以及分出的。在分析之后要合理規(guī)劃，從而形成具體的數(shù)據(jù)庫。這一數(shù)據(jù)庫所起到的作用是信息儲(chǔ)存庫，及時(shí)將每一個(gè)階段的不同信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并且有效整合。每種類型的信息都有據(jù)可循，所以在實(shí)際需求中，可以依照不同的情景需求在數(shù)據(jù)庫中篩選并查找所需數(shù)據(jù)，借助這樣的辦法就能讓空配電系統(tǒng)設(shè)備安裝工作的進(jìn)行更加順利。此外還可以及時(shí)更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)庫的科學(xué)以及完整性。

2.2電網(wǎng)維運(yùn)大數(shù)據(jù)繼電保護(hù)通信技術(shù)

目前，繼電保護(hù)通訊系統(tǒng)在電網(wǎng)維運(yùn)大數(shù)據(jù)的影響下，系統(tǒng)構(gòu)成已經(jīng)發(fā)展出了較多的優(yōu)點(diǎn)，比如高雙向和高集成等等，能夠讓與之有關(guān)的通信設(shè)備的通信效率和使用次數(shù)大幅提升。與此同時(shí)，因?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)中所涉及的環(huán)節(jié)較多，覆蓋面積較大，所以在通訊系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)很難對其進(jìn)行定。目前高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)通信系統(tǒng)想要為通信提高保障，采取了對于同一輸電線路兩端保障的信息傳遞方式，主要傳遞方式是直達(dá)路由和迂回路由共同進(jìn)行。所謂直達(dá)路由就是所在兩個(gè)基站中間的保障設(shè)施直接使用通信設(shè)施進(jìn)行通信;迂回路由，就是指在兩個(gè)基站中的保障設(shè)施的信息傳遞方式是依據(jù)規(guī)劃的路徑在周圍多個(gè)點(diǎn)之間串行后再進(jìn)行傳遞。

2.3廣域保護(hù)技術(shù)

傳統(tǒng)智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)在采集信息的時(shí)候主要采取單端量和雙端量的方式，不利于智能電網(wǎng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。在實(shí)際采集信息的過程中，上述技術(shù)十分復(fù)雜，并且不容易操作。廣域保護(hù)技術(shù)主要指將電網(wǎng)的子集作為處理數(shù)據(jù)的最小單位，然后在整個(gè)智能電網(wǎng)范圍內(nèi)對相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總，根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷出故障成因，及時(shí)判斷故障位置，從而提出改進(jìn)方案。廣域保護(hù)技術(shù)不僅能夠處理電網(wǎng)中的各種電力故障，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)，能夠有效提高智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作效率。

2.4選用低壓電器

在具體技術(shù)應(yīng)用中需明確，若能盡量選用低壓電器，則可以讓電能的損耗有效減少，與此同時(shí)低壓電氣的發(fā)展速度非?？欤浒l(fā)展方向是人文化與數(shù)字化。從當(dāng)前的實(shí)際工作情況以及人們的需求來看，對于整定技術(shù)要求是越來越高的，在未來，低壓電器是一個(gè)發(fā)展趨勢，不過主要在于以下兩個(gè)領(lǐng)域，第一，直流開關(guān)電器設(shè)備，第二，新能源控制和保護(hù)系統(tǒng)。低壓電器是非常關(guān)鍵的一種設(shè)備，影響著繼電保護(hù)相關(guān)工作的開展，對其加以合理應(yīng)用，則能讓整定技術(shù)更順利地進(jìn)行，讓其作用最大化地發(fā)揮。

2.5電壓的限定延時(shí)

當(dāng)智能變電站在正常模式下運(yùn)行時(shí)，由于電流等相關(guān)因素的影響，常常會(huì)出現(xiàn)一些包括短路等問題在內(nèi)的線路故障，這些故障的存在將導(dǎo)致智能變電站出現(xiàn)負(fù)荷電流現(xiàn)象?；诖?，通常需要采用針對電壓的限定延時(shí)來對智能變電站整體運(yùn)行中相關(guān)線路的電流量進(jìn)行仔細(xì)的測量。如果通過對電流量的分析發(fā)現(xiàn)線路中的負(fù)荷電流超出了規(guī)定的安全值，那么電力系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，且在發(fā)出報(bào)警信息的同時(shí)，同步執(zhí)行相應(yīng)的線路保護(hù)指令，從而最大限度避免故障的發(fā)生，有效提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2.6輔助決策工功能

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，極大地增加系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，繼電保護(hù)也會(huì)因此而產(chǎn)生保護(hù)誤動(dòng)的情況，對系統(tǒng)運(yùn)行非常不利，錯(cuò)誤的繼電保護(hù)會(huì)造成設(shè)備損毀甚至引發(fā)電力事故。在之前的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，針對各種系統(tǒng)故障，通常需要采用人工分析的方式，對故障成因和故障發(fā)生位置進(jìn)行確定，這種故障分析方式會(huì)受到人為因素的直接影響，人員的水平和工作經(jīng)驗(yàn)，會(huì)對故障處理效率產(chǎn)生制約，而且這種故障確定方式會(huì)消耗大量的時(shí)間，故障處理效率不高。繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以消除傳統(tǒng)故障處理模式中存在的各種弊端，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)可以對系統(tǒng)運(yùn)行信息進(jìn)行收集，對這些信息進(jìn)行模糊分析，不僅可以在故障發(fā)生的時(shí)候第一時(shí)間做出預(yù)警，確定故障位置，而且在繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用下，實(shí)現(xiàn)對故障的有效預(yù)測，實(shí)現(xiàn)故障的事前控制，及時(shí)地做出應(yīng)對，充分發(fā)揮出繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要作用。

3智能站繼電保護(hù)配置與整定要求

智能變電站繼電保護(hù)應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性的要求，在滿足這四個(gè)要求的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)提高繼電保護(hù)的智能化水平，從而實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)整體功能的提升。智能變電站繼電保護(hù)的特點(diǎn)是直采直跳，也就是直接采樣、直接跳閘，直接采樣是指保護(hù)裝置不經(jīng)過交換機(jī)而是以光纖點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行采樣值傳輸;直接跳閘是指保護(hù)裝置不經(jīng)過交換機(jī)而是以光纖點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行跳合閘信號的傳輸，保護(hù)裝置之間的閉鎖和啟失靈等信號通過GOOSE組網(wǎng)的方式。保護(hù)裝置的各項(xiàng)功能應(yīng)滿足可靠性的要求，包括智能終端、合并單元、交換機(jī)等，裝置內(nèi)部的各個(gè)元器件損壞均不能造成保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)，保護(hù)裝置的各項(xiàng)功能也不能由外部裝置來實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語

綜上所述，智能電網(wǎng)的站點(diǎn)域?qū)崿F(xiàn)了整個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)和信息共享，為繼電保護(hù)裝置的配置提供了新的數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)下故障的快速排除。利用智能變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行水平，降低故障現(xiàn)象的發(fā)生，有助于我國智能電網(wǎng)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，切實(shí)保證電網(wǎng)安全。對此還需要發(fā)揮繼電保護(hù)裝置優(yōu)勢，滿足裝置配置與整定要求。

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