電力系統(tǒng)繼電保護現(xiàn)狀與發(fā)展探索

楊太國

摘 ?要：隨著我國電力設(shè)備數(shù)量和用電負荷的增加，電力供應(yīng)壓力越來越大，這給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來了諸多不利因素。在這一背景下，繼電保護得以迅速發(fā)展，并成為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。繼電保護出現(xiàn)之后先后經(jīng)歷了幾次換代升級，并逐漸與計算機信息技術(shù)等先進技術(shù)相結(jié)合，為我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行作出了突出貢獻。結(jié)合繼電保護的發(fā)展現(xiàn)狀，探析其未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;用電負荷;人工智能

中圖分類號：TM77 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.129

電力系統(tǒng)繼電保護隨著電力系統(tǒng)的完善逐漸發(fā)展起來，與人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)。我國向來重視電力系統(tǒng)的繼電保護，而且每個階段的發(fā)展特點也不相同，計算機信息技術(shù)的發(fā)展為電力系統(tǒng)繼電保護注入了新鮮的血液，使其具有更加廣闊的發(fā)展前景。

1 ?電力系統(tǒng)繼電保護概述

1.1 ?電力系統(tǒng)繼電保護的含義

繼電保護實質(zhì)上是一種控制電路，當電力系統(tǒng)的發(fā)電機組、變壓器、輸電線纜等出現(xiàn)異常后，該控制電路可自動切斷電源，從而對電力系統(tǒng)的相關(guān)元件進行緊急保護，避免出現(xiàn)更為嚴重的損失。近年來，不論是家用電器設(shè)備，還是企業(yè)用電設(shè)備，用電負荷都在快速增加，用電安全性也越來越低。這一用電現(xiàn)狀使得繼電保護越來越重要。

1.2 ?電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)

繼電保護在電力系統(tǒng)中需要實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動隔離、自動發(fā)出故障指令等多個功能。自動監(jiān)測指繼電保護裝置對電力系統(tǒng)的電壓、電流等實施動態(tài)監(jiān)控;自動隔離指當電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常時，繼電保護裝置能夠根據(jù)監(jiān)測到的異常電路指標將故障設(shè)備從系統(tǒng)中隔離開來，從而避免對其他電力設(shè)備造成損害;自動發(fā)出故障指令指繼電保護裝置將故障設(shè)備隔離之后，能夠?qū)⒐收闲盘柊l(fā)送給電力系統(tǒng)，從而指示技術(shù)維修人員及時消除設(shè)備故障，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對這幾個功能的闡述可以看出，繼電保護裝置在執(zhí)行基本任務(wù)時，應(yīng)當具有可靠性、靈敏性、快速性和選擇性四個特點。可靠性是最重要的功能特點，是保障上述基本任務(wù)順利完成的基礎(chǔ)。無論繼電保護裝置如何換代升級，都不能動搖這四個特性，而且只能是在此基礎(chǔ)上來提高設(shè)備的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 ?我國電力系統(tǒng)繼電保護的現(xiàn)狀

從歷史發(fā)展歷程上來看，我國的電力系統(tǒng)繼電保護先后經(jīng)歷了四個主要階段：①20世紀60初開始的機電式繼電保護時代。這一階段以繼電保護的學(xué)術(shù)研究、教學(xué)、設(shè)計、制造為重點，為此后的繼電保護發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。②20世紀60年代末期開始的晶體管繼電保護時代。在這一時期，晶體管繼電保護逐漸盛行，并應(yīng)用在葛洲壩的電力系統(tǒng)中，至此開啟了我國自主生產(chǎn)繼電保護裝置的新時代。③20世紀70年代中后期開始的集成繼電保護時代。這一階段是在集成運算放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，使我國的繼電保護研究進入了全新的發(fā)展階段。④21世紀之后開始的自動化、智能化繼電保護時代。這一階段的繼電保護裝置功能更加齊全，并向著自動化、智能化、微機化的方向發(fā)展。從上述繼電保護的四個發(fā)展階段可以看出，繼電保護經(jīng)歷了一個從分散到集成、從低級到智能的發(fā)展之路，當前的繼電保護在電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性方面已做足功夫，下一步就是如何在安全、可靠的基礎(chǔ)上進一步提升繼電保護的社會效益和經(jīng)濟效益，這一目標的實現(xiàn)需要對繼電保護技術(shù)進行更加深入細致的研究。

3 ?電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展趨勢

3.1 ?自動化

隨著繼電保護的迅速發(fā)展，其與數(shù)字化技術(shù)、計算機技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合度越來越高，不斷擴大的電力系統(tǒng)也對繼電保護的自動監(jiān)測、控制提出了新的要求。有了其他學(xué)科技術(shù)的加入，繼電保護必將在自動化水平方面得到顯著提升，并借助計算機和數(shù)字化成熟技術(shù)，實現(xiàn)繼電保護裝置的資源共享和信息集成，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的保護屏控制模式，降低地面建設(shè)成本，實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備的自動化運行。

3.2 ?計算機化

計算機技術(shù)無疑是21世紀發(fā)展最為迅速的一種先進技術(shù)，電力系統(tǒng)的繼電保護研究也必然將與計算機技術(shù)相結(jié)合，借助計算機技術(shù)的優(yōu)勢實現(xiàn)微機保護，為電力系統(tǒng)的硬件實施和模塊化功能構(gòu)建一個可靠的平臺。微機保護不僅在保護形式上更加豐富，而且在可靠性上也大大提升，極大地提高了電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。微型計算機芯片的集成度一般每隔一年就會翻新一次，這樣可以提升計算機硬件性能，價格也隨之下跌，為計算機硬件的推廣使用創(chuàng)造良好的社會環(huán)境。

未來電力系統(tǒng)繼電保護的計算機化還將向著強大通信性、全方位調(diào)控、信息處理、資源整合的方向發(fā)展，為繼電保護的更新和完善帶來新的技術(shù)契機。

3.3 ?智能化

人工智能技術(shù)是近年來諸多學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點，人工智能是多種智能優(yōu)化的統(tǒng)稱，包括遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等。這些新興的智能技術(shù)采用新的控制原理，電力系統(tǒng)繼電保護的智能化發(fā)展將更加可靠，提高自身對不確定因素的判斷能力，從而使繼電保護裝置發(fā)揮更大的作用。

3.4 ?網(wǎng)絡(luò)化

電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是其與計算機技術(shù)相結(jié)合之后的一種表現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)化可以使資源數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，從而提高信息可控性，實現(xiàn)縱聯(lián)保護。這種建立在計算機技術(shù)之上的繼電保護技術(shù)使得分站網(wǎng)絡(luò)管理成為可能，未來的研究熱點將集中在網(wǎng)絡(luò)運行安全性方面。

3.5 ?系統(tǒng)化

未來的電力系統(tǒng)繼電保護不再是單一的保護裝置，而是趨向一個更加完善的系統(tǒng)，需要多個部門的協(xié)調(diào)配合才能共同發(fā)揮繼電保護作用。首先，繼電保護技術(shù)的迅速發(fā)展對電力系統(tǒng)維修、養(yǎng)護部門提出了新的要求，其智能化、自動化的發(fā)展特點使得電力系統(tǒng)維護部門需要不斷改進自身的技術(shù)水平，加強新知識、經(jīng)驗的積累。針對現(xiàn)代繼電保護技術(shù)的發(fā)展特點，需要對相關(guān)部門的工作人員進行系統(tǒng)培訓(xùn)，確保工作人員能夠科

學(xué)、高效地開展各項工作。此外，在電力系統(tǒng)繼電保護高速發(fā)展的今天，電力企業(yè)也應(yīng)當不斷加強設(shè)備選擇和解決相關(guān)問題的能力，注意繼電保護技術(shù)的綜合應(yīng)用。現(xiàn)代化的電力企業(yè)應(yīng)當以繼電保護選型為發(fā)展基礎(chǔ)，針對企業(yè)的實際狀況和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，努力收集相關(guān)文獻資料，為繼電保護裝置的故障排除和技術(shù)應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 ?結(jié)束語

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和家用電器的增多，家庭用電和企業(yè)用電負荷越來越大，用電安全逐漸受到人們的關(guān)注，繼電保護的應(yīng)用提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證了企業(yè)用電和家庭用電的安全性，成為電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。隨著繼電保護裝置的功能愈加完善，其在電力系統(tǒng)中的作用也越來越大。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護研究只有抓住時代發(fā)展契機，逐漸向著智能化、自動化、智能化的方向發(fā)展，才能開辟出一條新的發(fā)展之路，使繼電保護裝置的功能越來越強大，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行作出更加突出的貢獻，促進我國電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展。我們有理由相信，電力系統(tǒng)繼電保護的未來必定是一片光明。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕