基于網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護的發(fā)展與應(yīng)用

1.廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局 廣東東莞 523000；

2.國電永福發(fā)電有限公司 廣西桂林 541000

摘要：在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，繼電保護是保證電力系統(tǒng)和發(fā)電廠可靠、經(jīng)濟、安全運行和提高電能質(zhì)量的重要設(shè)備。本文講述了電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展歷程，著重介紹了基于網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護的發(fā)展和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：繼電保護；網(wǎng)絡(luò)化；應(yīng)用前景

引言

繼電保護在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，繼電保護裝置及技術(shù)也需要達到一定的基本要求。繼電保護的基本任務(wù)是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者系統(tǒng)運行的工況不正常時，在盡可能短的時間和最小區(qū)域范疇內(nèi)，自動將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中剝離出來，或者發(fā)出報警指示信號提示值班人員及時找到異常工況發(fā)生的根源并及時排除故障設(shè)備使系統(tǒng)恢復(fù)正常，以減輕對電力設(shè)備的損害，避免對電網(wǎng)穩(wěn)定運行造成影響。

1.繼電保護技術(shù)的發(fā)展進程

繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀初期電磁型繼電保護裝置開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護，這時期是繼電保護技術(shù)發(fā)展的開端。50年代隨著晶體管和其他固態(tài)元器件的迅速發(fā)展，電子型靜態(tài)繼電器得以大量推廣和生產(chǎn)。60年代出現(xiàn)了應(yīng)用計算機的數(shù)字式繼電保護，大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展飛速，微處理機和微型計算機大規(guī)模應(yīng)用，推動了數(shù)字式繼電保護技術(shù)的開發(fā)。

繼電保護完成了發(fā)展的4個階段，從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置，再到集成電路繼電保護裝置，再到微機繼電保護裝置。從電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展歷程可以看到，當代電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用正走向計算機化和網(wǎng)絡(luò)化。

2.基于網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護的技術(shù)背景

計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具，已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化，深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。目前的電力系統(tǒng)繼電保護除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置，都只反應(yīng)保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用，也只限于切除故障元件，縮小事故范圍（基本功能）。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提升，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通訊能力，與其他保護、控制裝置、調(diào)度自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以共享數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上各個保護與自動化裝置協(xié)調(diào)動作，保障全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，必須實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。

3.基于網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護技術(shù)的應(yīng)用

3.1計算機的廣泛應(yīng)用和在計算機輔助設(shè)計功能的幫助下，繼電保護技術(shù)的功能性越來越多、越來越強，可根據(jù)故障的顯性進行適當?shù)目刂七\用。計算機數(shù)據(jù)自動化發(fā)展越來越快，繼電保護技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展也必然得到充分的體現(xiàn)，即電子數(shù)據(jù)主動化性能必將得到展現(xiàn)。該項技術(shù)廣泛應(yīng)用，將使得電力線路維護調(diào)試變得更加方便。在運行過程中，操作者可根據(jù)電流值，進行適當調(diào)整。在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的智能裝置，是整個高速網(wǎng)絡(luò)上的一個分布智能終端。它可從高速網(wǎng)絡(luò)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給高速網(wǎng)絡(luò)上任一分布智能終端。因此，每個微機保護裝置不但可以完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

3.2目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室，需要敷設(shè)大量控制電纜，不僅投資大，而且二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的分布智能終端，就地安裝在室外變電站的被保護設(shè)備旁，將被保護設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。

3.3利用網(wǎng)絡(luò)化繼電保護可實現(xiàn)分布式母線保護、分布式備自投保護和分布式小電流接地選線裝置。分散裝設(shè)在各回路保護屏上，各保護單元用高速網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護單元只輸入本回路的測量量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過高速網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據(jù)本回路的電流量和從高速網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線保護的計算、備自投保護和小電流接地選線。上述可知，微機保護裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護性能和可靠性，最大限度的實現(xiàn)資源整合，進而提高整體系統(tǒng)可靠性。

3.4自適應(yīng)繼電保護的概念始于20世紀80年代，它可定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應(yīng)繼電保護具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強可靠性和提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點，在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發(fā)電機保護、自動重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。在電力系統(tǒng)的頻率、振蕩發(fā)生變化、單相接地時短路過渡電阻出現(xiàn)異常并出現(xiàn)其它故障時，利用自適應(yīng)控制的技術(shù)，可以迅速有效的提供相應(yīng)的保護。但要達到真正的自適應(yīng)，必須做好信息收集和分析工作，與基于網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護技術(shù)的應(yīng)用密不可分。

4.總結(jié)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，繼電保護技術(shù)逐漸向著計算機化、網(wǎng)絡(luò)化，保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向發(fā)展，新的控制原理和方法不斷應(yīng)用于繼電保護，為電網(wǎng)穩(wěn)定運行做出不可磨滅的貢獻。

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