論我國電力系統繼電保護的發展現狀與對策

摘 要:電力系統繼電保護在新的形式是面臨新的發展機遇與挑戰，如何使我國的電力系統走上良性循環，更好的實現我們的可持續發展的社會，不能不重視繼電保護的發展現狀，為此在分析繼電保護概念任務及原理的基礎上，對我國繼電保護的發展現狀做出考察研究，并提出相應的對策。

關鍵詞:電力系統;繼電保護;發展現狀;發展對策

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)08-0038-02

1 繼電保護的概述

(1)繼電保護的概念:繼電保護能夠保證電力系統的可靠性，并最大限度的使可靠性與經濟性相協調，所謂可靠性就是由于城市及農村電網的配電系統覆蓋面廣，運行的環境又相對復雜，加之各種天災人禍的影響，往往會導致電氣故障的發生，這個時候繼電保護就要出來英雄施救，發揮他的可靠性功能，電力系統發生故障往往會造成一定的經濟影響，繼電保護就是最大限度的來消除這種影響。繼電保護的概念必須具體到繼電保護裝置，所謂繼電保護裝置就是指一種保護電力系統的措施和裝備，也就是當電力系統的電力元件諸如發電機、線路等或電力系統本身發生了故障，繼電保護裝置能夠及時的控制斷路，發出跳閘命令，最終達到規避危險的目的。

(2)繼電保護的原理:繼電保護要求當電力系統的某一處電氣設備出現故障而不能正常工作時，繼電保護裝置能夠發揮作用，及時的并且有選擇性地把故障設備從系統中除掉，以保障電力系統安全穩定的運行，這種保護裝置所根據的原理是:

①反映電氣量保護。例如在電流增大時進行保護，或者電壓降低時構成低電壓保護，或者當電流與電壓的相位角發生變化進行方向保護，或者對電流與電壓所構成的比值進行保護等。

②反映非氣量保護。如當溫度、壓力、流量等發生變化時可以構成電力變壓器的瓦斯保護溫度保護等。繼電保護就猶如一個具有在線開環的自動控制裝置，能夠根據該控制裝置所發出的信號，進行模擬型和數字型的繼電保護判斷。根據判斷的結果做出跳閘或發信號這樣的繼電保護行為。

(3)繼電保護的任務:保護電力系統的安全穩定，當電力系統的電力元件發生故障時，繼電保護裝置應該及時的發出信號，準確及時的脫離故障元件，以最近性原則發出命令，保護系統安全;保護電氣設備，繼電保護應及時準確的反映電氣設備的不正常的工作情況，并對設備運行過程中的維護條件的不同發出信號，使值班人員能夠迅速及時的對問題做出處理。或者自動裝置能夠完成自行調整。

2 繼電保護的發展現狀及趨勢

我國繼電保護的發展也經歷了一個持續的不斷發展完善的過程，建國初期我國的繼電保護裝置基本上依賴進口。如500kv的晶體管方向的高頻保護和晶體管高頻閉鎖距離保護。直到天津大學與南京電力自動化設備廠進行合作才結束了繼電保護裝置依賴進口的歷史。并將運行于葛洲壩繼電保護線路上。集成電路保護于20世紀70年代進行研究，20世紀80年代集成電路保護研究基本完成。但到20世紀90年代我國仍舊處于集成電路的研究、運用的狀態中，這在繼電保護的歷史上被稱之為集成電路的時代。但是世紀之交的時代是信息化的時代，是高科技的時代，所以繼電保護的發展發生了巨大變化，即進入了微機保護時代。微機繼電保護是指以數字式計算機為基礎而構成的繼電保護。現已廣泛的應用于電力、石化、鐵路、甚至民用建筑等。

2.1 繼電保護發展過程中遇到的一些問題

(1)繼電保護調度人員交接班不清或疏漏交待的已操作項。不熟悉設備的性能，發生異常現象時不能冷靜的進行處理。對保護現象不能做出準確的判斷。

(2)保護人員在繼電保護的過程中呈現出責任心差、安全意識淡薄，缺少專業的培訓，不具備安裝調試和事故處理的能力。在校驗過程中出現校驗項目不全、不準確的現象，致使留下事故隱患。

(3)運行人員在操作中也有一些人為的失誤，如由于缺少培訓，或多新的技術操作缺少了解，致使在繼電保護過程中出現處理事故中的誤動保護，或對運行經驗不足，造成不必要的經濟損失。

(4)繼電保護裝置存在的質量問題，如個別保護插件制造的質量不良或保護裝置功能不完善等。

2.2 繼電保護發展的現狀及其未來的發展趨勢

目前微機保護裝置的發展已有二十多年的歷史了，由不成熟逐漸走向了成熟，微機保護較之剛剛起步之時具備了以下諸多性能:更趨自動化和智能化;設備管理和事件的記錄功能大幅度提高;值得注意的是最近發展的人工神經網絡保護裝置。所謂人工神經網絡就是通過一種監控學習技巧，能夠對真是輸出和希望值之間的差別做出比較，進而調整網絡路徑的權值，目的是能夠使下一次的相同輸入的情況下，是網絡跟接近于希望值。較之以前人工神經網絡的繼電保護的發展具有更好的性能，它可以對更為復雜的模式、更為復雜的因果關系以及非線性的、模糊的、動態的和平穩的狀態做出更為準確的判別。能夠以數值的、聯想的、自組織的、仿生的方式做出判別的是ANN即神經網絡系統，能夠進行啟發性認知的是ES即專家系統。神經網絡系統能夠應用與網調、省調試驗室內進行學習。或者能夠做出一些波形間斷的變電站的高頻保護。其不足之處是神經網絡的硬件芯片很昂貴，在資金有限的情況下無法將其投入使用。此外此項技術在現有的科技水平下還發展的不夠成熟，如神經網絡的并行處理和信息分布存儲機制還不十分清楚，如何選擇的網絡結構還沒有充分的理論依據但這應該是繼電保護在今后發展的一個趨勢。總而言之計算機的發展趨勢趨向于:計算機化、網絡化、智能化、綜合自動化。在此筆者重點談一談繼電網絡化、智能化、自適應性這幾點。

(1)繼電保護技術的網絡化發展趨勢。

隨著信息化時代的到來，網絡技術成為繼電保護的一大發展趨勢，繼電保護的主要功能在于維護電力系統的安全穩定，而網絡技術的介入使的繼電技術的可操作檢查的直觀空間范圍擴大，計算機網絡能夠通過數據的采集分析和模擬，綜和和準確的分析出各種故障。并能夠分析出緣由，為繼電保護人員提供可靠的保障。使得繼電保護人員能夠及時的修理電力系統出現的故障。

(2)繼電保護技術的智能化發展趨勢。

目前電力系統的管理已經趨向與智能化管理，作為電力系統中的一員，繼電保護也不例外，如我國的一些大城市已經采用了模擬人工神經網絡來進行繼電保護，在輸電的過程中會出現幾十種短路的現象，靠人工的智力難以實現排除，而用神經網絡的發法排除則準確而又迅速，因此神經網絡排除法能夠大大的提高電力運輸的效率。

(3)繼電保護的自適應性發展趨勢。

繼電保護的自適應技術今年來逐漸被推廣，它具有多適應性的特點，所以能夠對適應多種故障的檢測;具有保護作用，能夠自動的延長保護時間，從而延長了電氣設備的使用壽命，完成了繼電保護裝置本有的使命;減少了人工操作，提高了工作效率，也提高了經濟效益。這種自適應技術能夠發揮繼電保護的真正保護功能，使繼電保護裝置完成自己既定的歷史使命。因此這也是繼電保護的發展趨勢的一個方面。

3 如何發展我國電力系統的繼電保護

繼電保護對于維護電力系統和電氣設備有著不可替代的作用，如何在新的歷史時期發展好繼電保護以確保我國電力系統的安全穩定，確保經濟的快速持續的發展是我們電力系統工作人員的重要職責。對此我提出以下幾點對策:

(1)上文中提到繼電保護在發展過程中會遭遇技術上的障礙，如何克服技術上的障礙，不僅是我們面臨的難題，也是世界各國面臨的難題，我們知道，繼電保護已經向智能化、網絡化、自適應性的方向發展，所以急需要一批高素質的科技人才投入到我國的電力事業。因此電力保護系統應該適時的對從事繼電保護的工作人員提供學習和深造的機會，提高他們的技術水平，集體克服繼電保護中的技術障礙。

(2)避免繼電保護的誤動動作的發生，繼電保護誤動動作發生會引起負荷供電的中斷，更為甚者會造成系統穩定的破壞，致使給電力系統造成巨大的損失。如2004年5月25日，鶴崗礦業集團富力變電發生以起繼電保護裝置的誤動動作事故，給鶴崗礦業集團造成了重大損失。這樣的誤動現象是怎么發生的呢，經過調查發現改誤動現象的發生與維護工作有關系:如該廠房的衛生條件差，漏風又漏雨，無法關嚴門窗，此外工作人員沒有進行及時的檢修維護和保養。總之是自然環境的原因和一些人為因素。對此我們電力系統的人員應該提高警惕，使得繼電保護裝置能夠正確的拒動，以此消除故障。

(3)加強繼電保護的管理系統。抓好繼電保護地方驗收工作，嚴格自檢、專業驗收。嚴格繼電保護裝置及其二次回路的巡查檢查設備，一邊及時發現隱患。提高繼電保護的運行操作技術。提高繼電保護人員的專業素質和道德素質避免一些人為的禍端。繼電保護的管理系統除了存在一些人為的管理方面的問題之外。還存在計算機繼電保護的內在管理系統，也就是繼電保護管理的本質內涵。隨著電子計算機的日新月異的變化，繼電保護管理的平臺最終是通過網絡化管理來實現的，所以必須建立繼電保護管理系統的技術路線。可以采用一個WEB這樣的應用程序，建立一個具有網頁狀態的小客戶端和大容量的服務器管理系統軟件，來進行網絡化的繼電保護管理，網絡系統的繼電管理能夠對定值整定、壓板調整、故障修復、設備檢修等方面進行自動化解決，對于相關的工作人員僅需要考慮如何協調好這些工作就可以了，實現了工作人員的零距離工作，這樣大大提高了繼電保護的效率，對與電力系統的安全穩定具有重大的意義。

(4)加速培養一批優秀的具有微機繼電保護技術的相關人才，深入研討微機繼電保護中存在的問題。繼電保護裝置的發展先后有熔斷器、電磁型繼電保護裝置、電子型靜態繼電器、數字式繼電保護。科學技術的發展迅速，繼電保護裝置的更新也日新月異，諸如人工神經網絡、遺傳算法、進化規模、模糊邏輯等技術相繼出現。繼電保護的事故種類也程現出復雜化的態勢，事故種類有:定值問題即整定計算機的誤差，人為整定錯誤，裝置漂移錯誤，元件老化與損壞等;TA的飽和問題;插件絕緣問題;高頻收發信機問題;微機繼電保護故障的發生簡單的固然好處理，但涉及到復雜的問題就牽扯到了高技術的問題，這就需要微機繼電保護人員具有過硬的技術業務。比如能夠對一些難度比較高的技術資料具有閱讀能力和理解能力;掌握常規檢查方法之外的非常規方法，微機繼電保護在出現故障時，有些問題可能比較隱蔽，需要借助于具有逆向思維特點的非常規辦法進行處理;微機繼電保護的普通人員必須諳熟微機原理和知識，以保證能夠迅速的分析出事故的原因及發生故障的部位。因此對于微機繼電保護人員，必須加大電子技術知識的學習，作為繼電保護部門的領導也應該撥出專款對員工進行培訓。

(5)做好繼電保護裝置的維護。河北灤平縣出現的繼電保護的誤動現象，就與繼電保護裝置維護的不夠有一定的關系，因此做好繼電保護裝置的維護工作能夠有效的避免一些故障現象的發生，那么如何繼電保護裝置呢?

①值班人員要定期的對繼電保護裝置進行巡視和檢查，并做好巡視和檢查的記錄。一旦發現異常現象，就要做出及時的處理，如果有重大的故障，要及時向上級主管部門匯報。

②繼電保護裝置害怕灰塵，所以必須做好清掃工作。此外為了防止在清掃工作中誤碰運行設備，所以清掃工作不能一個人進行。

③要對繼電保護進行定期的查評，查評內容如二次設備的各個元件的標志、名稱是否齊全;開關按鈕的動作是否靈活;控制室的光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;盤柜上的表計、繼電器急接線端子的螺釘是否松動;電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;配線是否整齊，固定卡子有無脫落;斷路器的操作機構是否正常。

參考文獻

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