電力系統繼電保護現狀與對策思考

陳　靜

[摘要]簡單回顧我國電力系統繼電保護的現狀,并對其保護現狀進行分析。

[關鍵詞]繼電保護 作用 組成 現狀 發展

中圖分類號:TM7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0810191-01

如今,繼電保護是保障電網可靠運行的重要組成部分,繼電保護裝置廣泛使用在變電站和斷路器上,用于監測電網運行狀態,記錄故障類型,控制斷路器工作。在電力系統中,繼電保護的作用在于:當被保護的電力系統元件發生故障時,該元件的繼電保護裝置迅速準確地給距離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響,從而滿足電力系統穩定性的要求,改善繼電保護裝置的性能,提高電力系統的安全運行水平。隨著電力系統規模不斷擴大和等級的不斷提高,系統的網絡結構和運行方式日趨復雜,對繼電保護的要求也越來越高。

一、繼電保護的作用與組成

當電力系統的被保護元件發生故障時,繼電保護裝置應能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除,以保證無故障部分迅速恢復正常運行,并使故障件免于繼續遭受損害;當電力系統的被保護元件出現異常運行狀態時,繼電保護應能及時反應,并根據運行維護條件,而動作于發出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作,而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時,以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。繼電保護的組成一般由測量部分、邏輯部分和執行部分組成。

二、電力系統繼電保護現狀[2]

(一)微機在繼電保護中的大量普及。微機保護的優勢是利用微型計算機極強的數學運算能力和邏輯處理能力,能夠應用許多獨特、優秀的原理和算法,從而提高保護的性能。因此,近些年來我國電力系統繼電保護的微機化率越來越高,特別是以高壓以上的電力系統繼電保護系統。

(二)繼電保護與前沿技術相結合。當今繼電保護技術已經開始逐步實現網絡化和保護、測量、控制、數據通信一體化。計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱,其與繼電保護的結合是實現現代電力系統安全、穩定運行的重要保證。現代電力系統繼電保護要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據,使得各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要電氣設備的保護裝置用計算機網絡連接起來,即實現微機保護裝置的網絡化。現在微機保護的網絡化已經開始實施,但是它還處于起步階段,要實現我國微機保護的全面網絡化,還需要廣大繼保人員的不懈努力。

(三)使用人工智能(AI)、自適應控制算法等先進手段。人工智能技術(如專家系統、人工神經網絡ANN等)被廣泛地應用于求解非線性問題,較之于傳統方法有著不可替代的優勢。眾所周知,電力系統繼電保護是一種普遍的離散控制,分布于系統的各個環節中,而對系統狀態(正常或事故)進行判斷,即狀態評估,是實現保護正確動作的關鍵。由于AI的邏輯思維和快速處理能力,AI已成為在線狀態評估的重要工具,越來越多地應用于電力系統的多個方面中,特別是繼電保護方面,其在控制、管理及規劃等領域中發揮著重要作用。自適應繼電保護的概念始于20世紀80年代,它被定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護,其基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化,進一步改善保護的性能。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點,因此,如今在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護和自動重合閘等領域有著廣泛的應用。

三、確保繼電保護安全運行的措施[3]

(一)繼電保護裝置檢驗應注意的問題。在繼電保護裝置檢驗過程中必須注意:將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行,這兩項工作完成后,嚴禁再拔插件﹑改定值﹑改定值區﹑改變二次回路接線等工作網。電流回路升流和電壓回路升壓試驗,也必須在其它試驗項目完成后最后進行。在定期檢驗中,經常在檢驗完成后或是設備進人熱備狀態,或是投入運行而暫時沒負荷,在這種情況下是不能測負荷向量和打印負荷采樣值的。

(二)定值區問題。微機保護的一個優點是可以有多個定值區,這極大方便了電網運行方式變化情況下的定值更改問題。但是還必須注意的是定值區的錯誤對繼電工作來說是一大忌,必須采用嚴格的管理和相應的技術手段來確保定值區的正確性。采取的措施是,在修改完定值后,必須打印定值單及定值區號,注意日期﹑變電站﹑修改人員及設備名稱,并重點在繼電保護工作記錄中注明定值編號,避免定值區出錯。

(三)一般性檢查。不論何種保護,一般性檢查都是非常重要的,但是,在現場也是容易被忽略的項目,應該認真去做。一般性檢查大致包括以下兩個方面:首先清點連接件是否緊固焊接點是否虛焊機械特性等。現在保護屏后的端子排端子螺絲非常多,特別是新安裝的保護屏經過運輸搬運,大部分螺絲已經松動,在現場就位以后,必須認認真真一個不漏地緊固一遍,否則就是保護拒動,誤動的隱患。其次是應該將裝置所有的插件拔下來檢查一遍,將所有的芯片按緊,螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中,還必須將各元件保護屏﹑控制屏﹑端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。

(四)接地問題。繼電保護工作中接地問題是非常突出的,大致分以下兩點:首先,保護屏的各裝置機箱屏障等的接地問題,必須接在屏內的銅排上,一般生產廠家已做得較好,只需認真檢查。最重要的是,保護屏內的銅排是否能可靠地接入地網,應該用較大截面的銅鞭或導線可靠緊固在接地網上,并且用絕緣表測電阻是否符合規程要求。

(五)工作記錄和檢查習慣。工作記錄必須認真、詳細,真實地反映工作的一些重要環節,這樣的工作記錄應該說是一份技術檔案,在日后的工作中是非常有用的。繼電保護工作記錄應在規程限定的內容以外,認真記錄每一個工作細節、處理方法。工作完成后認真檢查一遍所接觸過的設備是一個良好的習慣,它往往會發現一些工作中的疏漏,對于每一位繼電保護工作人員來說都應該養成這一良好的工作習慣。

四、結束語

中國的電力工業作為國家最重要的能源工業,一直處于優先發展的地位,電力企業的發展也是令人矚目的。隨著我國社會、經濟的快速發展和全國聯網戰略的實施,電網將處于一個更加快速發展的機遇期,而繼電保護作為電力系統的安全衛士,必須同時把它的發展戰略提到一個新的高度,以確保電力系統的安全、穩定運行和國民經濟的長期、快速、穩步增長。

參考文獻:

[1]楊奇遜,微型機繼電保護基礎[M].北京:水利電力出版社,1988.

[2]陳德樹,計算機繼電保護原理與技術[M].北京:水利電力出版社,1992.

[3]王維儉,電力系統繼電保護基本原理[M].北京:清華大學出版社,1991.