電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展趨勢研究

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護是在電網出現事故或異常運行情況下動作，保證電力系統(tǒng)和電氣設備安全運行的自動裝置。本文主要闡述繼電保護基本概念、任務、發(fā)展歷程、發(fā)展趨勢以及保證繼電保護安全運行的措施。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；技術；發(fā)展；研究

中圖分類號：U224.4 文獻標識碼：A

電力系統(tǒng)繼電保護是在電網出現事故或異常運行情況下動作，保證電力系統(tǒng)和電氣設備安全運行的自動裝置，研究繼電保護技術發(fā)展趨勢，可以更好地提高繼電保護的技術水平，對電力系統(tǒng)發(fā)展意義重大。

1 電力系統(tǒng)繼電保護概述

1.1 繼電保護基本概念

在電力系統(tǒng)運行中，由于外界因素和內部因素都可能引起各種故障及不正常運行的狀態(tài)出現，常見的故障有：單相接地；三相接地；兩相接地；相間短路；短路等。

電力系統(tǒng)非正常運行狀態(tài)有：過負荷，過電壓，非全相運行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機短時異步運行等。電力系統(tǒng)繼電保護和安全自動裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。

1.2 繼電保護在電力系統(tǒng)中的任務

電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響；并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求，能夠反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。

2 繼電保護發(fā)展歷程

繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的，最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護完成了發(fā)展的4個階段，即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。隨著電子技術、計算機技術、通信技術的飛速發(fā)展，智能化等先進技術相繼在繼電保護領域的研究應用，繼電保護技術向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發(fā)展。電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電網結構越來越復雜，短路容量不斷增大，到20世紀產生了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置。1928年電子器件已開始被應用于保護裝置，在50年代迅速發(fā)展。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但環(huán)境溫度和外界干擾對繼電保護的影響較大。1965年出現了應用計算機的數字式繼電保護，出現了單板機繼電保護裝置。到了21世紀由于計算機技術發(fā)展非常快，微處理機和微型計算機的普遍應用，極大地推動了數字式繼電保護技術的開發(fā)，大規(guī)模集成化數字式繼電保護裝置應用非常廣泛。

3 電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展，繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信——體化發(fā)展。

3.1 計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有一臺PC機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

3.2 網絡化

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，它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。 因為繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數據，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，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.3 智能化

隨著通信和信息技術的快速發(fā)展，數字化技術及應用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件，智能電網中可利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控，把獲得的數據通過網絡系統(tǒng)進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監(jiān)測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態(tài)監(jiān)控和修正。

4 保證繼電保護安全運行的措施

4.1 做好常規(guī)巡視檢查

不論何種保護，常規(guī)巡視檢查都是非常重要的，清點連接件是否緊固焊接點是否虛焊機械特性等，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。

4.2 做好繼電保護裝置檢驗

認真完成各類檢驗項目，在完成整組試驗和電流回路升流試驗，嚴禁再拔插件.改定值、改定值區(qū)、改變回路接線等工作。

4.3 接地問題

繼電保護工作中接地問題是非常突出的，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，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辮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(guī)程要求。

結語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和智能化，只有了解和掌握繼電保護技術，才能更好地處理遇到的問題，保證電力系統(tǒng)安全運行。

參考文獻

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[2]高亮.電力系統(tǒng)微機繼電保護[M].北京：中國電力出版社.2007.

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