淺談特高壓輸電電路繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

艾波

【摘要】本文通過(guò)研究特高壓輸電電路繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，總結(jié)中國(guó)動(dòng)力系統(tǒng)繼電保護(hù)科技蓬勃發(fā)展的過(guò)程與狀況，并提出了未來(lái)繼電保護(hù)發(fā)展的必要發(fā)展趨勢(shì)為：電腦化、互聯(lián)網(wǎng)、智能和綜合自動(dòng)化。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);作用;組成;現(xiàn)狀;發(fā)展

動(dòng)力系統(tǒng)一般由發(fā)電廠、變壓器等裝置、母紉、輸電線路和供電裝置等構(gòu)成。但在動(dòng)力系統(tǒng)中通常有危險(xiǎn)故障和某些設(shè)備非正常的工作狀態(tài)，而且這種現(xiàn)象往往會(huì)發(fā)展為事件，使整個(gè)系統(tǒng)或其中部分設(shè)備的正常工作能力受到嚴(yán)重?fù)p害，以至出現(xiàn)對(duì)用戶的少送電運(yùn)行、停止送電或電能品質(zhì)下降到不可容許的地步，以至出現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備損毀和人體傷害。所以，切除故障部件的時(shí)間一定要縮短到十分之一秒或者更短時(shí)間內(nèi)。

一、繼電保護(hù)的作用及組成

（一）繼電保護(hù)的作用

當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)的被維護(hù)部分（如發(fā)電機(jī)、線路等）或動(dòng)力系統(tǒng)本身出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，繼電保障系統(tǒng)設(shè)備將能手動(dòng)、迅速地、有選擇權(quán)的將設(shè)備故障部分從動(dòng)力系統(tǒng)中移除，避免將設(shè)備故障范圍擴(kuò)展，以確保無(wú)故障性部分仍然處于正常工作狀態(tài)，或使設(shè)備故障性部分不會(huì)進(jìn)一步受到破壞;當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)的被維護(hù)部分出現(xiàn)異常工作狀況時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)當(dāng)能及時(shí)反應(yīng)，并按照操作的保護(hù)性要求，向操作值班人員發(fā)送聲光報(bào)警、圖文結(jié)合信號(hào)等警示訊號(hào)。此時(shí)，通常不需要確保系統(tǒng)的迅速動(dòng)作，而只是按照對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)及元件的危險(xiǎn)程度設(shè)置相應(yīng)的工作延時(shí)，以避免不必要的動(dòng)作和因受到影響而所產(chǎn)生的誤動(dòng)作。

（二）繼電保護(hù)的組成

繼電保護(hù)的主要部分，通常由檢測(cè)部分（和定值調(diào)整部分）、邏輯部分和控制部分所構(gòu)成。

二、繼電保護(hù)的基本要求

繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)當(dāng)符合選擇性、靈敏度和速動(dòng)度的規(guī)定：這三個(gè)"性"的密切聯(lián)系，即對(duì)立與統(tǒng)一。

（一）動(dòng)態(tài)選擇性-指先由出現(xiàn)故障電器或該線自身的保護(hù)措施斷開故障，在出現(xiàn)故障電器或該線自身的保護(hù)措施或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才可以再由另外電器防護(hù)、該線保護(hù)措施或斷路器失效的防護(hù)來(lái)斷開故障。上、下層供電系統(tǒng)（包含同級(jí)）與繼電保護(hù)關(guān)系的整定，應(yīng)當(dāng)按照逐級(jí)匹配的原則上，以確保國(guó)家電網(wǎng)在出現(xiàn)故障時(shí)有選擇性地?cái)嚅_故障。

（二）動(dòng)作速動(dòng)性-指保障設(shè)備應(yīng)及時(shí)切斷或短路故障電流，其目的是在于增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定能力，降低對(duì)發(fā)生故障設(shè)備和線路的損傷程度，減少發(fā)生故障所波及區(qū)域范圍，增加手動(dòng)重合門和備用安裝手動(dòng)投入工作的效率。

（三）動(dòng)作敏感性-指在電氣設(shè)備或該線的被保護(hù)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)金屬性短路運(yùn)行時(shí)，防護(hù)裝備應(yīng)具備一定的敏感系數(shù)（法規(guī)中有規(guī)定）。利用對(duì)繼電保護(hù)的整定值來(lái)完成。對(duì)整定值的校核工作通常每年完成一遍。

三、目前繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀

動(dòng)力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)也是隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的。隨著中國(guó)社會(huì)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，隨著電力裝置的數(shù)量和功率及其機(jī)組的總?cè)莘e日益增加，現(xiàn)代電力系統(tǒng)也日益豐富，而人民生活中對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的依賴性也愈來(lái)愈強(qiáng)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求也愈來(lái)愈高。電力的發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)也持續(xù)地提供著新的需求，而電子、計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，也給中國(guó)繼電保護(hù)系統(tǒng)科技的發(fā)展持續(xù)地帶來(lái)著新鮮的生命力。

四、繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展方向

由于基礎(chǔ)科技的迅速進(jìn)展，繼電保障科技在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是朝向電腦化、互聯(lián)網(wǎng)、智能和綜合自動(dòng)化方面蓬勃發(fā)展。

（一）計(jì)算機(jī)化

伴隨計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的日益發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)信息系統(tǒng)也提出了更高的要求：除最基本的保障能力之外，還應(yīng)具備更高水平的信息處理能力，更大容量的故障信號(hào)與歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，更強(qiáng)的通訊能力，以及與其他保護(hù)裝置、測(cè)控設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等的連接，以達(dá)到對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、消息與網(wǎng)絡(luò)資源供享的綜合能力等。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電腦的運(yùn)算處理、儲(chǔ)存，以及通信等方面特性都受到了進(jìn)一步強(qiáng)化，這也為繼電保護(hù)信息系統(tǒng)的計(jì)算化奠定了扎實(shí)的基石。繼電防護(hù)控制系統(tǒng)裝置的計(jì)算機(jī)化已是不可挽回的趨勢(shì)，而計(jì)算機(jī)技術(shù)智能化的內(nèi)容不但包含了裝置、控制、監(jiān)視系統(tǒng)的功能微機(jī)化，還包含了控制系統(tǒng)的功能軟件化和信息數(shù)字化，徹底拋棄了各種機(jī)電式、機(jī)械式、模擬式裝置，以進(jìn)一步增強(qiáng)繼電防護(hù)控制系統(tǒng)的速動(dòng)性、靈敏度、安全性，使電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

（二）網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)50年代，人類已開始把相互單獨(dú)發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)開展科學(xué)研究工作，這便是后來(lái)蓬勃發(fā)展成的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)消息與數(shù)據(jù)通信工具已經(jīng)形成了信息時(shí)代的重要科技支撐，它與傳統(tǒng)繼電保護(hù)體系的融合是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電網(wǎng)安全、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵保障。而現(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護(hù)體系要求各個(gè)保護(hù)單元之間都能共用有關(guān)整套控制系統(tǒng)的正常工作與故障信號(hào)的各種數(shù)據(jù)，并要求所有保護(hù)單元和重合閘設(shè)備都在分析這些信號(hào)與各種數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上配合動(dòng)作，而完成這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)保障的基礎(chǔ)要求就是把整體系各主要電器設(shè)備的安全保護(hù)器都用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來(lái)，并進(jìn)行與微機(jī)安全保護(hù)器的聯(lián)網(wǎng)。現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)也已著手實(shí)現(xiàn)，不過(guò)它還處在起步階段，仍有很大的空間和潛力。

結(jié)束語(yǔ)：

由于電力的迅速發(fā)展，尤其是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)和人工智能技術(shù)及其繼電防護(hù)理論的蓬勃發(fā)展，繼電保護(hù)控制系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)還面臨著巨大的未來(lái)空間。其發(fā)展趨勢(shì)將產(chǎn)生原理突破與應(yīng)用的革命，從數(shù)碼時(shí)期走向了信息化時(shí)代，并進(jìn)一步發(fā)展到微機(jī)與智能的綜合自動(dòng)化技術(shù)水平。這將對(duì)繼電保護(hù)工作者提供了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也將給它帶來(lái)了更寬廣的未來(lái)發(fā)展天地。

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