電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)化研究

摘要：我國電力體系的運(yùn)作直接關(guān)系到人們的日常生活，繼電保護(hù)作為電力體系中極為重要的一環(huán)，對整個(gè)電力體系運(yùn)行的安全起到關(guān)鍵性作用。正因如此，對于電力體制中繼電系統(tǒng)的維護(hù)越來越受到關(guān)注，本文就電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)化以及相關(guān)問題進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動(dòng)化

伴隨著科學(xué)的進(jìn)步，繼電維護(hù)相關(guān)領(lǐng)域也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)也對繼電保護(hù)有了更新、更全面的要求。繼電維護(hù)裝置不僅能夠保障電力體系的正常運(yùn)作，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、規(guī)避電力故障。繼電維護(hù)自動(dòng)化因其自身快速、精準(zhǔn)、安全的特質(zhì)能夠廣泛應(yīng)用在電力體系的各個(gè)領(lǐng)域，因而，對電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)化研究是非常必要的。

一、繼電保護(hù)自動(dòng)化簡介

繼電維護(hù)體系對于電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)作是非常重要的，一旦電力體系中任意部分出現(xiàn)故障，開啟繼電保護(hù)裝置就可以實(shí)現(xiàn)警報(bào)等維護(hù)舉措，及時(shí)控制電力體系的故障，將危險(xiǎn)和損失降至最低。電力體系不斷壯大，繼電維護(hù)相關(guān)內(nèi)容也越來越受到重視，進(jìn)而提出了繼電維護(hù)技術(shù)。繼電保護(hù)裝置最開始體現(xiàn)在熔斷器上，歷經(jīng)四步的演變，分別是電磁維護(hù)設(shè)備、晶體管狀維護(hù)裝置、集成電路維護(hù)體制以及計(jì)算機(jī)的機(jī)電控制裝置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的引入，大大促進(jìn)了機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展，可以說帶給了電力領(lǐng)域質(zhì)的飛越，引領(lǐng)其朝著更加安全、更加智能的方向大跨步前進(jìn)。同時(shí)人們也對電力體系提出了更高的需求。隨著電力行業(yè)大規(guī)模的擴(kuò)充，其自動(dòng)化水平并沒有充分貼近，還是相對滯后。為了保障電力體系的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性我們需要進(jìn)一步對機(jī)電保護(hù)裝置自動(dòng)化進(jìn)行探索。當(dāng)遭遇電力系統(tǒng)突發(fā)故障時(shí)，繼電維護(hù)裝置可以第一時(shí)間進(jìn)行故障判斷和控制，實(shí)現(xiàn)警報(bào)處理，在最短時(shí)間內(nèi)降低損失和危險(xiǎn)，保障電力系統(tǒng)快速回復(fù)，保障正常的電力供應(yīng)。^[1]

電力體系常規(guī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)生故障的可能性其實(shí)并不高，但是一旦遭遇突發(fā)危機(jī)，繼電裝置就會(huì)迅速切斷根源故障，保證其余設(shè)備的正常運(yùn)作，控制故障波及范圍，但是也會(huì)、出現(xiàn)繼電系統(tǒng)本身引發(fā)故障的情況。傳統(tǒng)的繼電裝置工作性能較單一，而繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在其原有基礎(chǔ)上增添了監(jiān)控的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對整體運(yùn)行模式的監(jiān)測，這些都是現(xiàn)有繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的特點(diǎn)。

二、繼電保護(hù)自動(dòng)化的重點(diǎn)

（一）靈敏度

繼電維護(hù)體制里面，一旦電力體系內(nèi)部出現(xiàn)可見故障，可以憑借靈敏度的反應(yīng)系數(shù)，進(jìn)行有效的的勘測和控制，以此保證電力體系的正常運(yùn)作。

（二）安全可靠度

繼電保護(hù)的安全可靠度主要體現(xiàn)在一定的范圍里面，系統(tǒng)發(fā)生可以預(yù)見的故障時(shí)，該裝置不能拒絕這項(xiàng)指令行為，然而當(dāng)超出其固有的指令范圍時(shí)，就會(huì)自動(dòng)拒絕該動(dòng)作。

（三）動(dòng)作迅速

為了能夠及時(shí)控制電力故障的蔓延，最大程度減輕其危險(xiǎn)損失，快速恢復(fù)安全電壓，基于此，遭遇電力系統(tǒng)癱瘓的時(shí)候，繼電保護(hù)體系要保證其動(dòng)作的迅速及時(shí)。

（四）選擇判斷性

一旦電力體系出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置就會(huì)自動(dòng)對故障的危急程度作出判斷，隨后迅速實(shí)現(xiàn)故障源的切斷，讓不受干擾的線路實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)作，通過這種保護(hù)方式將故障帶來的損失控制在最低，保證全電網(wǎng)的正常運(yùn)行。^[2]

三、繼電保護(hù)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)維護(hù)

計(jì)算機(jī)保護(hù)作為目前電力體系里面繼電維護(hù)裝置最先進(jìn)和重要的技術(shù)，其本身具有巨大的工作性能，將計(jì)算機(jī)技術(shù)添加進(jìn)繼電保護(hù)中，可以推進(jìn)繼電保護(hù)的穩(wěn)健發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)保護(hù)具有特別強(qiáng)大的數(shù)字分析能力和邏輯運(yùn)算技巧。因而在電力繼電保護(hù)過程中，對電力體系的常態(tài)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，提升整個(gè)體系的精準(zhǔn)度和快速性，全面強(qiáng)化繼電保護(hù)自動(dòng)化，促進(jìn)電力機(jī)制的安全運(yùn)作。^[3]

（二）繼電保護(hù)自動(dòng)化——客戶機(jī)運(yùn)用

常規(guī)意義上，客戶機(jī)多數(shù)應(yīng)用在變電站里面，客戶機(jī)在整個(gè)電力體系里面占據(jù)極為關(guān)鍵的地位。譬如，利用客戶機(jī)對故障過濾裝置實(shí)現(xiàn)監(jiān)管和維護(hù)，同時(shí)進(jìn)行常規(guī)信息的采集和分析。在整個(gè)電力體系中，憑借客戶機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對電力體系的檢測、及時(shí)找到故障源進(jìn)行警報(bào)應(yīng)急，還可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控站內(nèi)工作人員的工作狀態(tài)。依靠客戶機(jī)監(jiān)管和主站進(jìn)行對接，將獲取的不正常的數(shù)據(jù)傳送至管控中心，進(jìn)一步進(jìn)行分析處理，篩除無效信息，從而保證監(jiān)管的精準(zhǔn)和質(zhì)量。^[4]

四、繼電保護(hù)自動(dòng)化機(jī)制的優(yōu)越性和弱勢

自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用在繼電保護(hù)當(dāng)中，能夠進(jìn)一步保障電力系統(tǒng)的安全可靠性，繼電保護(hù)自動(dòng)化本身的優(yōu)質(zhì)特征也都在電力運(yùn)行中展示的淋漓盡致。首先，該技術(shù)的穩(wěn)定性十分高，能夠快速應(yīng)對突發(fā)故障，進(jìn)行精準(zhǔn)判斷保證電網(wǎng)的高效安全運(yùn)行。其次，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些較復(fù)雜的工作，一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)人工代替，并且實(shí)現(xiàn)信息源的發(fā)送和獲取，保持電網(wǎng)持久處于常規(guī)狀態(tài)。最后我們還要理智的看到該技術(shù)的一些弱勢、不成熟。由于繼電維護(hù)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)在我國電力行業(yè)應(yīng)用的時(shí)間相對較短，很多環(huán)節(jié)還處于摸索和完善階段，繼電保護(hù)裝置還沒有辦法充分應(yīng)對一些外在因素的影響，多數(shù)是對一些可預(yù)見的故障進(jìn)行救急。此外，由于繼電保護(hù)裝置不斷的深化和全面，相應(yīng)的投資數(shù)目也是比較龐大的，成本常得不到應(yīng)有的控制。我們還需要加大相關(guān)內(nèi)容的研究，促進(jìn)其安全性能的不斷改進(jìn)。^[5]

五、繼電維護(hù)自動(dòng)化面臨的新任務(wù)

我國電網(wǎng)正朝著智能化、自動(dòng)化的方面前進(jìn)，繼電保護(hù)自動(dòng)化也要積極跟隨潮流前進(jìn)。首先繼電維護(hù)技術(shù)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的需求，綜合運(yùn)用數(shù)字化信息傳輸以及數(shù)字化監(jiān)控手段等，每一步都緊貼數(shù)字化，建立起自己的數(shù)字平臺(tái)，將電網(wǎng)推向網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行的模式。但是同時(shí)電網(wǎng)數(shù)字智能化也加劇了電網(wǎng)本身的壓力，發(fā)生故障的可能性也隨之提高，所以要做好充分的應(yīng)急準(zhǔn)備，完善保護(hù)體系的職能。^[6]

在對電網(wǎng)實(shí)行數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，需要綜合衡量很多方面的因素，譬如電網(wǎng)接連模式、運(yùn)行的軌跡分析等都會(huì)對取值產(chǎn)生很大的影響。為了充分實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的靈敏度、匹配性以及安全可靠性能需要密切配合各個(gè)環(huán)節(jié)，保證其達(dá)到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)的精確運(yùn)算。^[7]

六、繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢一定是朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的，對于繼電維護(hù)技術(shù)而言，能夠?qū)崿F(xiàn)對各項(xiàng)電氣裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)，一定要緊跟時(shí)代趨勢，特別需要關(guān)注到檢測和數(shù)據(jù)通訊的一體化。但是由于現(xiàn)有的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化還不夠成熟，所以發(fā)生故障的幾率也比較大。對于繼電保護(hù)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面，能夠預(yù)見的是人工的智能走勢，讓繼電系統(tǒng)充分實(shí)現(xiàn)及時(shí)智能地應(yīng)對電力機(jī)制和各個(gè)環(huán)節(jié)的變化和問題，從而進(jìn)一步改良電力機(jī)制。^[8]

結(jié)語：

綜上所述，伴隨科技的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其必將對我國的電力行業(yè)作出更多不可估量的貢獻(xiàn)。繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢也會(huì)朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn)。對于電力系統(tǒng)而言，其保護(hù)水平直接影響整個(gè)電力領(lǐng)域的發(fā)展，所以需要對繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)不斷進(jìn)行研究、開發(fā)乃至創(chuàng)新，只有這樣才能保證我國電力行業(yè)的快速安全發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚偉軍.淺論繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（01）.

[2]張東.淺談繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的技術(shù)應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（10）.

[3]李永先.繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（24）.

[4]羅松林，曾平輝.關(guān)于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究[J].科技與企業(yè)，2013（24）.

[5]徐虹.淺談繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（34）.

[6]閆磊.基于IEC61850的繼電保護(hù)純軟件實(shí)時(shí)仿真測試系統(tǒng)的研究[D].山東大學(xué)，2013.

[7]陳立.繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2013，（05）.

[8]韓昆侖.高壓直流輸電系統(tǒng)換流器與線路保護(hù)動(dòng)態(tài)特性分析與整定研究[D].華南理工大學(xué)，2013.