電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是在電網(wǎng)出現(xiàn)事故或異常運(yùn)行情況下動(dòng)作，保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的自動(dòng)裝置。本文主要闡述繼電保護(hù)基本概念、任務(wù)、發(fā)展歷程、發(fā)展趨勢(shì)以及保證繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；技術(shù)；發(fā)展；研究

中圖分類號(hào)：U224.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是在電網(wǎng)出現(xiàn)事故或異常運(yùn)行情況下動(dòng)作，保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的自動(dòng)裝置，研究繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，可以更好地提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平，對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展意義重大。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)基本概念

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，由于外界因素和內(nèi)部因素都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障有：?jiǎn)蜗嘟拥兀蝗嘟拥兀粌上嘟拥兀幌嚅g短路；短路等。

電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有：過負(fù)荷，過電壓，非全相運(yùn)行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機(jī)短時(shí)異步運(yùn)行等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況時(shí)，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備。

1.2 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)

電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)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(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)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(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。

2 繼電保護(hù)發(fā)展歷程

繼電保護(hù)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(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末，在40余年的時(shí)間里，繼電保護(hù)完成了發(fā)展的4個(gè)階段，即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化等先進(jìn)技術(shù)相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，短路容量不斷增大，到20世紀(jì)產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。1928年電子器件已開始被應(yīng)用于保護(hù)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(dòng)作速度、維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、體積小、消耗功率小等優(yōu)點(diǎn)，但環(huán)境溫度和外界干擾對(duì)繼電保護(hù)的影響較大。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)，出現(xiàn)了單板機(jī)繼電保護(hù)裝置。到了21世紀(jì)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展非常快，微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)，大規(guī)模集成化數(shù)字式繼電保護(hù)裝置應(yīng)用非常廣泛。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信——體化發(fā)展。

3.1 計(jì)算機(jī)化

隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有一臺(tái)PC機(jī)的功能。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尚需進(jìn)行具體深入的研究。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量，繼電保護(hù)的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。 因?yàn)槔^電保護(hù)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(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 智能化

隨著通信和信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的繼電保護(hù)原理提供了條件，智能電網(wǎng)中可利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合和分析。利用這些信息可對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)功能和保護(hù)定值的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和修正。

4 保證繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施

4.1 做好常規(guī)巡視檢查

不論何種保護(hù)，常規(guī)巡視檢查都是非常重要的，清點(diǎn)連接件是否緊固焊接點(diǎn)是否虛焊機(jī)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(diǎn)。在檢查中，還必須將各元件保護(hù)屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項(xiàng)重要工作來落實(shí)。

4.2 做好繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)

認(rèn)真完成各類檢驗(yàn)項(xiàng)目，在完成整組試驗(yàn)和電流回路升流試驗(yàn)，嚴(yán)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(hù)工作中接地問題是非常突出的，保護(hù)屏的各裝置機(jī)箱屏障等的接地問題，必須接在屏內(nèi)的銅排上，保護(hù)屏內(nèi)的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng)，應(yīng)該用較大截面的銅辮或?qū)Ь€可靠緊固在接地網(wǎng)上，并且用絕緣表測(cè)電阻是否符合規(guī)程要求。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和智能化，只有了解和掌握繼電保護(hù)技術(shù)，才能更好地處理遇到的問題，保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].北京：中國(guó)電力出版社.2009.

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

[3]霍利民.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社.2008.