淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的意義、現(xiàn)狀及前景

高歌，竇龍超

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司佳木斯供電公司

1.繼電保護(hù)的意義

電力系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中一定會出現(xiàn)一些故障或者異常的運(yùn)行狀態(tài)，這些故障和狀態(tài)的出現(xiàn)有可能會成為電力系統(tǒng)的事故，將會使整個電力系統(tǒng)有一部分不能夠正常的工作，從而造成用戶電力輸送不及時，輸電質(zhì)量下降等情況，嚴(yán)重時還有可能造成電力系統(tǒng)設(shè)備的損壞以及人員的安全會受到影響。

電力系統(tǒng)是通過電和磁互相建立起來的，電力系統(tǒng)當(dāng)中任何一個元件如果發(fā)生了故障，都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以想要切除故障元件的時間一般都要求在十分之一秒之內(nèi)，可是這種時間用人為的方法去實(shí)施的話是不現(xiàn)實(shí)的，因此就需要擁有一套完整的自動裝置來執(zhí)行此項(xiàng)任務(wù)。繼電保護(hù)的作用不單單是切除故障元件這么簡單，還要保證整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

2.1我國國內(nèi)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

我國的繼電保護(hù)是在1984年出現(xiàn)的，我國的東北電力學(xué)院研制的輸電線路危機(jī)保護(hù)裝置通過了相應(yīng)的鑒定，而且將這一裝置逐漸的應(yīng)用到了系統(tǒng)當(dāng)中，也是從這一時刻開始揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展的新的篇章，同時也為危機(jī)保護(hù)的推廣奠定了基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)的主設(shè)備方面，關(guān)于發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)，變壓器組的保護(hù)，危機(jī)線路保護(hù)裝置等也相繼的通過了鑒定。從這時開始，我國的不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路保護(hù)裝置為電力系統(tǒng)提供了新一代的性能非常優(yōu)越的繼電保護(hù)裝置。

2.2國外繼電保護(hù)現(xiàn)狀

國外的繼電保護(hù)要比我國興起的早一些，而隨著微機(jī)保護(hù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，也逐漸的出現(xiàn)了一些新的改善繼電保護(hù)性能的原理和相應(yīng)的方案出現(xiàn)，這些原理和方案也對我們的微機(jī)保護(hù)裝置的硬件設(shè)施和軟件設(shè)施提出了更高的要求，由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也使得微機(jī)保護(hù)裝置硬件也有了很大的進(jìn)步空間，使得微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)更加的合理和完善。隨著近幾年以來與微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域比較密切的相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，也給國外的繼電保護(hù)帶來了不同的挑戰(zhàn)。

3.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的前景

現(xiàn)階段微機(jī)保護(hù)的發(fā)展趨勢主要集中在硬件的高度集成化、標(biāo)準(zhǔn)化上，微機(jī)保護(hù)的目的是使其系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)功逐漸完善的軟件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行以及性能價格比的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

3.1計算機(jī)化

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)領(lǐng)域給微機(jī)保護(hù)的硬件提供了強(qiáng)有力的支持，并且取得了非常好的成效。電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求逐漸的提高，除了要保護(hù)電力系統(tǒng)的基本功能之外，還要具有能夠存儲大量信息的存放空間，以及快速的數(shù)據(jù)處理能力，與其他的保護(hù)、控制裝置，信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力以及高級語言編程等。

現(xiàn)階段與微機(jī)保護(hù)裝置的大小基本相同的工控機(jī)的功能和存儲容量都超過了當(dāng)年的小型機(jī)，所以利用成套的工控機(jī)做成的繼電保護(hù)的時刻正在到來，這也是將來微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一，因此繼電保護(hù)裝置的計算機(jī)化是以后不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢之一，但是怎樣更好的運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)來提高繼電保護(hù)的可靠性還需要進(jìn)一步的分析和研究才可以。

3.2網(wǎng)絡(luò)化

由于缺乏數(shù)據(jù)通信的手段，現(xiàn)階段的繼電保護(hù)裝置僅僅是反映在保護(hù)安裝處的電氣量，切除故障元件的范圍內(nèi)。因此人們逐漸提出了系統(tǒng)保護(hù)的概念，將電力系統(tǒng)中的各個主要的設(shè)備保護(hù)裝置都用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了連接，從而實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)能夠確保整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，每一個單元都能夠分享到電力系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，從而進(jìn)一步的確保了整個電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，而要真正的實(shí)現(xiàn)保護(hù)對電力系統(tǒng)運(yùn)行方式以及電力故障狀態(tài)的自適應(yīng)，就要獲取更多的電力系統(tǒng)運(yùn)行和相關(guān)的信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化才能做到上邊說的這一點(diǎn)。

3.3數(shù)據(jù)通信一體化

所謂的保護(hù)裝置其實(shí)是一臺具備高性能的計算機(jī)，同時也是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能化的終端，它的作用是可以在網(wǎng)絡(luò)上獲取電力系統(tǒng)中相應(yīng)的運(yùn)行故障信息和數(shù)據(jù)，也可以將它所獲得的被保護(hù)元件的信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心的另一個終端。所以說每一個微機(jī)保護(hù)裝置不但可以完成相應(yīng)的繼電保護(hù)功能，還可以在無障礙的情況下完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，也能夠從根本上實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、數(shù)據(jù)通信一體化。

3.4智能化

智能化是目前每一個企業(yè)和單位都在使用的，而近年來隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等在電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域當(dāng)中都得到了廣泛的應(yīng)用。同時在機(jī)電保護(hù)領(lǐng)域的研究也逐漸的開始了。我們所說的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，在電力系統(tǒng)當(dāng)中有很多難以列出的方程式和復(fù)雜的非線性問題，這些問題運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法都可以得到解決，比如說在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開的情況下所發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是人們經(jīng)常會遇到的非線性問題，我們?nèi)绻镁嚯x保護(hù)的話是很難正確做出故障位置判斷的，而遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也有它們獨(dú)特的解決問題的能力，我們只要將這些人工智能的方法加以結(jié)合運(yùn)用，就可以非常快速的解決相應(yīng)的問題，所以說人工智能技術(shù)在機(jī)電保護(hù)領(lǐng)域一定會得到廣泛的應(yīng)用的，它的主要作用是解決常規(guī)方法難以解決的問題。

電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件在發(fā)生故障的時候，機(jī)電保護(hù)裝置能夠自動、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)當(dāng)中切除，以此來確保沒有故障的部分能夠及時的恢復(fù)正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)，并且避免了故障元件繼續(xù)受到損害。此外，怎樣在今后的電力系統(tǒng)保護(hù)當(dāng)中更好的確保電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，在以后的發(fā)展當(dāng)中會有更加深入的分析和研究，全面研究幾點(diǎn)保護(hù)的發(fā)展趨勢對于現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)來說是有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義的。

[1]吳斌，劉沛，陳德樹．繼電保護(hù)中的人工智能及其應(yīng)用．電力系統(tǒng)自動化，1995．

[2]陳德樹．計算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù)［M］．北京:水利電力出版社，1992．

[3]王維儉．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理［M］．北京:清華大學(xué)出版社，1991．