電力系統繼電保護的現狀及發展前景展望

摘 要：針對電力系統繼電保護問題，本文首先介紹了繼電保護的基本知識，并對繼電保護裝置進行了簡單的介紹。然后介紹了繼電保護的發展現狀，最后對繼電保護的發展進行了分析和展望。希望對我國電力系統繼電保護工作的發展提供參考。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；現狀與發展前景

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

1 概述

電力系統的運行情況是社會生活的正常進行的基礎。因此電力系統需安全可靠，并且提供質量高、經濟性好的電能供應。然而在某些情況下，比如自然環境、設備老化或故障以及人為因素的影響等等，都可能會導致電力系統發生故障，造成電力系統的運行不正常。故障和異常的出現會危害到整個電力系統的安全運行，這時系統的自動化措施會策略性的解決事故，保障電力系統的正常工作，這一系列自動化措施被稱之為電力系統的繼電保護。繼電保護表現出了良好的電路保護功能，并且運行穩定，操作靈活，與電力相關的各個行業都離不開繼電保護。

2 電力系統繼電保護概述

2.1 電力系統繼電保護的原理

電力系統故障中，各種形式的短路是最常見也是對系統危害最大的故障。因此繼電系統通過使用帶觸點的繼電器，對各種電機、變壓器（特別是高壓變壓器）以及輸變線等加以保護，以減少故障對電力系統的損害，保證電網的供電正常。

繼電保護裝置以計算機技術為基礎，當電力系統中的電氣元器件出現故障（短路等情況）時，保護裝置能及時向管理者發出警示信號，并自動使斷路器跳閘切斷電路。

2.2 電力系統繼電保護裝置

電力系統中使用繼電保護裝置，可以實現兩個方面的功能：一是管理者通過裝置傳送的數據及時掌握電力系統的運行狀態，并實時監控運行狀態不正常的電氣元器件，當器件出現故障時可以及時處理，有效減少電力設備的損壞，避免安全事故的發生；二是利用保護裝置本身的功能設計，裝置可以通過觸點有選擇的將故障元件切除，以保障其他正常原件的運行。

繼電系統裝置的基本組成如圖1所示，詳細結構組成如圖2。

3 電力系統繼電保護現狀

目前電力系統繼電保護技術以已得到廣泛的應用，其發展過程大致分為四個階段：電磁型、晶體管、集成電路式和微機式繼電保護技術。當前的繼電保護技術處在微機繼電保護階段，并在快速發展。

微機繼電保護不僅具有傳統繼電保護的功能，而且操作方便靈活，目前以發展實時顯示設備參數、定位故障等功能。特別是信息技術、網絡技術等新技術的引入，繼電保護的發展更是迅速。

（1）通過引入IT技術，將計算機與電力系統連接起來，繼電保護可以將故障測量、系統控制、系統保護整個過程融為一體。

（2）人工神經網絡的應用，能夠快速解決電力系統中的非線性問題，及時分析電網的各項參數，預判故障的發生位置，提前做好應對措施。

（3）引入新型的光學數字式電壓、電流互感器替代傳統的電感式測量儀器，測量結果精確度更高。

（4）電網系統入網，實現廣域保護。

4 電力系統繼電保護的發展前景分析

4.1 計算機化、網絡化發展

計算機的普及和網絡技術的快速發展，為各項工作的開展提供了強有力的通信手段。有關統計數據表明，目前我國電力系統中的數據量巨大，與之相比繼電保護系統的數據通信手段則相對落后，難以滿足當前電力系統發展的需要。因此繼電保護的發展不應只滿足于切除系統中的故障元件等技術層面，更應該立足于整個電力系統的安全性、可靠性，結合計算機技術，利用網絡資源來進行現代化的繼電保護。

首先整個電網系統的廣域連接，要求繼電保護具有強大的數據處理能力，并有足夠大的存儲空間以存儲大量的故障信息；然后為了保障信息傳輸的及時性和有效性，電力繼電保護系統還要具有強大的通信能力，實現整個系統的資源共享，數據和信息能夠及時得到傳輸。

另外隨著計算機局域網絡技術的發展，光纖通信技術在大規模自動化系統中的應用，電力繼電保護裝置系統表現出了良好的抗電磁干擾能力，對數據的高速、準確、實時傳輸提供了保障

4.2 智能化發展

在傳統的電力繼電保護中，已實現了自動報警、自動調節、自動切除等智能化操作，并實現了系統事故的自動判別與處理、智能決策、在線自診斷等。為了提高繼電保護系統智能化操作，自適應理論、人工神經網絡、支持向量機、模糊邏輯、專家控制和蟻群算法等智能算法目前已廣泛應用到系統中。因此將來繼電保護智能化的系統具有目前已有的特點外，還會具有人機一體化、自組織能力、學習能力與自我維護能力；甚至會具有類人思維的能力等等。

4.3 數字化發展

隨著社會經濟的不斷發展，數字化變電站的建設成為電網建設的主流。一方面，數字化變電站可以減少自動化設備數量和設備的檢修次數和時間，提高系統的可靠性和設備的使用率。另一方面，數字化變電站可以減少占地面積和投資成本，還可以實現資源信息的共享。數字化技術是需要不斷發展和完善的技術。它的研究和應用是一個持續、漸進的發展過程，相信在不久的將來它一定會成為繼電保護的主流技術。

4.4 控制、保護、數據通信、圖形顯示一體化

在網絡化、數字化和智能化的發展趨勢下，電力系統的整個保護裝置可以視為多功能、多操作的計算機。它能夠從網上獲取電力系統運行和故障的各種數據，并將它獲得的及它自身的數據和信息發送出去。因此有必要將繼電保護系統的控制端、保護方式、數據通信技術、測量監視、圖像監控等集中于一體，未來的電力繼電保護裝置會具有繼電保護功能，還具有監視整個系統實時運行、并對開關設備及過程控制設備操作進行控制的功能。

4.5 輸電技術出現新突破

電力電子技術的不斷發展和突破，直流輸電技術也在日益成熟。在這樣的情況下會促生多種新的發電方式，其產生的電能都會以直流電的方式輸送，比如磁流體發電、電氣體發電、燃料電池和太陽能電池等等。這意味著直流輸電技術在電力系統中必將得到更多的應用。另外超高壓輸電也表現出了優越性，比如增加輸送容量，增長了傳輸距離，降低了單位功率電力傳輸的工程造價，并且能夠減少線路對能量的損耗，線路走廊所占地面積也大大縮減，這些都說明直流輸電具有顯著的綜合經濟效益和社會效益，在將來的繼電保護中會得到發展和應用。

結語

綜上所述，在我國經濟和社會快速發展的時期里，各項生產活動的進行都需要大量的電力，高效可靠地的電力繼電保護是電力系統正常、平穩運行的基礎，也是我國經濟穩步發展的要求。在先進IT技術、自動化控制技術等先進技術的支持下，繼電保護必將會面臨新的發展機遇和挑戰，繼電保護將不斷向著計算機化、網絡化、一體化、智能化和綜合自動化的方向發展。因此思想上必須與時俱進，明確電力系統繼電保護的基本任務和意義，及時掌握技術發展的方向，將新技術不斷應用到繼電保護中。

參考文獻

[1]祁瑒娟.淺談電力系統繼電保護的作用、意義及發展前景[J].科技風，2013，01（15）.

[2]姚朝賢.電力系統繼電保護技術應用現狀的探討[J].科技致富向導，2012，12（20）.