電力系統繼電保護中自適應技術的應用探析

摘要：自適應技術是自動化的控制技術、集神經的網絡技術、模糊的邏輯技術整合，也是人工智能的技術體現，自適應的技術在應用過程中需要辨別實際故障信息的類型，從根源上尋找自適應的保護對策，確保電力系統可以正常運行。文章分析了自適應技術的概念，探討了繼電保護中自適應技術的原則，然后對自適應技術的實際應用情況進行了研究。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；自適應技術；自動化控制技術；模糊邏輯技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM77 文章編號：1009-2374（2016）25-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.027

自適應技術屬于電力系統的保護技術，也叫作自適應的繼電保護技術，主要是在裝置保護基礎上，自動適應電力系統變化，進而在某種程度上排除電力系統中各種信息的故障。但就目前而言，在我國電力行業飛速發展的背景下，電力系統的內部經常會出現各種各樣的問題。因此，如何科學合理地將各種信息故障排除，逐漸成為電力企業比較關注的一個問題。在當下自適應的技術是故障排除的一種有效方式，很多企業都開始應用這種技術，并且應用效果相對較好。

1 自適應的技術

自適應的技術屬于一種可以影響未來電力行業發展的技術，這種技術既可以優化電力產品舒適性、經濟性以及安全性，又能夠防止用戶受到噪音影響。在電力系統的繼電保護中應用自適應的技術，容易形成自適應的繼電保護模式，這種繼電保護的目的是對相關裝置進行保護，確保裝置能夠與電力系統之中各種變化相適應，不僅能夠對相關保護裝置性能進行改善，而且能夠在電力系統自適應過程中查找信息的故障，同時針對故障情況實施處理，從而達到保護電力系統的作用。而自適應的繼電保護核心技術保證就是故障信息查找，必須在科學合理地處理了信息故障以后，才可以實現繼電保護作用，主要處理方式是在人工智能的技術、數字信號與數學的分析工具基礎上進行處理。

2 自適應的繼電保護主要原理

2.1 應用遠程信息進行自適應的繼電保護工作

也就是應用相關通信的方式，從遠方調度中心與變電站獲取對自適應的繼電保護有利的相關信息，需要注意的是要準確辨認信息的可靠性以及時效性，保證繼電保護工作能夠順利進行。

2.2 應用開關量的信息完成自適應的功能

通常情況下，計算機的保護要想達到自適應的要求，需要對相關變化信息進行獲取，而這些信息包含斷路器以及開關分合的信息，只有獲得相關信息，才能夠保證繼電保護工作順利展開。

2.3 應用被保護元件中的實時信息，完成自適應的繼電保護工作

過去繼電保護的措施主要是在實時的故障信息基礎上應用，以便判別各種故障，該方式無法及時解決各種信息故障的問題。但是應用自適應的技術進行繼電保護，可以準確分析與合理利用保護元件中的實時信息，以便在發生故障之前做好相應的準備工作，盡可能將故障處理時間縮短。

2.4 應用變電站的綜合信息發揮自適應的功能

近年來，電力系統可以應用變電站來控制電力系統運行情況，因為變電站中涵蓋了電氣元件電流電壓以及開關量等信息，只有充分掌握好各種信息，才可以與整個運行系統相適應。而且適應變電站信息，可以最大限度地發揮各種原理的繼電保護優勢，從而給電力系統創造繼電保護的條件。

3 變電站自適應的繼電保護工作情況分析

3.1 檢查變電站繼電保護的常規運行

電力設備在運行過程中，相關線路檢修人員檢查運行設備的主要目的是，確保設備未出現電暈或是放電的狀況。在進行巡查時，一旦電網運行方式發生改變，電力企業就應在電力設備運行前、后加強嚴格巡視，特別在保電任務中進行設備的巡視。在巡視過程中，加強對機械設備信號的運行監測，巡視的時間可以按照變電站繼電保護的層級來制定，對于一些等級偏低的變電站可以適當地延長運行巡視的時間。

3.2 變電站繼電保護設備運行

當變電站內部的電子式互感器以及智能組件在運行的時候，與以往的普通智能變電站的運行存在很大差異，電子式互感器的絕緣性較好，且安全性能和抗干擾力較強，這就使得在選擇測控一體化的裝置時，經科學、合理地應用電力通信的管理功能，使用集中打印的方式，在變電站調試中，能夠合理、快速地裝設打印機的接口。而在檢查變電站運行的過程中，需要確保運行設備的安全、穩定安裝，避免結實、可靠的電力設備的架構當中出現銹蝕、滲漏的現象，確保各部位的接地性較好；在檢查光纖終端盒的過程中，要確保光纖各回路已完全安全、可靠地連接，以免發生脫落的現象；在檢測變電站的智能組件過程中，應積極做好對組件的柜體、智能電子設備的運行狀況檢查。

4 處理自適應的功能信息方式

自適應的功能信息主要包含兩種處理方式：應用模糊的邏輯發揮自適應的功能；應用各種神經網絡發揮自適應的功能。其中應用模糊的邏輯發揮自適應的功能，通常在電力系統繼電保護中引入模糊集的理論，對繼電保護方向進行拓展。而人工性質神經網有一定容錯性，可以有效管理與控制各種信息故障，其所具有的實時性功能，可以保證自適應的繼電保護工作順利進行，而且神經網絡其他的功能也可以促進自適應的功能實現，神經網絡既可以對信息進行儲存，又可以有效處理內部結構中的相關信息，在完成信息處理以后，信息比較容易被適應與接受。所以無論電力系統出現怎樣變化，也不會影響到神經系統處理信息。很多信息在自適應處理以后，在具有正常狀態以及反應故障能力同時，能夠有效地規避外界的干擾。

5 在電力系統中對于自適應的技術應用

5.1 電流速斷的自適應保護

電力系統繼電保護要求電力系統具有一定的速動性以及選擇性。選擇性是在發生故障時，自適應的繼電保護應選擇性分析與處理故障信息，然后在保證信息穩定性以及可靠性的基礎上，切除相關的故障元件，盡可能降低電力系統因為故障而受到的影響。此外，系統中一次與二次設備完全離線以后，相關電力系統的輸電線路就會處在最大的運行狀態下，此時一旦發生線路故障，就容易致使線路中電流出現變化，而電流速斷的自適應保護可以按照電流變化的程度進行設定，若電流變化超過設定范圍，會自動地進行速斷的保護。但由于該方式對于電流設定難度比較大，因此還需要相關人員不斷深入研究，不斷完善速斷保護方式。

5.2 過電流自適應的保護

一旦電力系統之中電流大于預定的最大值，相關保護裝置就會自動地保護電流，避免發生線路故障，而過電流的自適應保護主要保護過載保護與短路保護兩種。如果電力系統每個部分發生短路，容易產生巨大瞬時電流，短路保護是針對瞬時大電流實施瞬時保護的方式，過載保護則是保護過載的元件。通常情況下，短路保護既可以對短路故障進行處理，又可以對絕緣等級弱化引起的瞬時電流故障、非正常的負載增加進行處理。過電流的自適應保護在正常運行中不會啟動，只有電力系統輸電線路發生故障，相關繼電保護的裝置才能夠按照電流大小實施電流的保護，將故障區域的線路進行隔離或者是切除。

5.3 縱聯的自適應保護

縱聯的保護屬于高壓的輸電線常用繼電保護手段，其可以在短時間里保護高壓的輸電線。通常情況下，高壓的輸電線上均設置了兩套獨立縱聯保護的裝置，其中一套裝置能夠對輸電線上各類型故障做出瞬時的動作，主要保護故障線路的隔離等，而另外一套裝置能夠處理故障。而縱聯保護能夠分成電流相位的比較縱聯保護與比較縱聯方式的保護，這兩種保護方式各有優勢與特點，通過應用縱聯自適應的保護能夠結合兩種保護方式，使得兩種保護方式可取長補短，充分發揮保護的效果。

6 在電力系統中應用自適應技術的未來發展方向

近年來，自適應的技術普遍應用在電力系統的繼電保護中，并且可以有效地完成各種保護工作，在某種程度上提高了電力系統的繼電保護總體的水平與質量。換句話說，在應用自適應的技術以后，在一定意義上已經完成自身革新，尤其在電力系統的各個環節與各類電力參數考慮、認識方面有顯著改善，這種改善事實上又在某種層面上促進自適應的技術應用，特別是在繼電保護之中應用的范圍有所拓展。此外，就目前自適應的技術應用情況來看，基本是在兩個方面進行相關活動，也就是應用合適故障信息實現電力系統中各種元件的自適應保護目標；應用科學信息的處理方式提高保護動作的性能。但由于上述兩方面的應用還不夠靈活，并且耗費了大量物力與人力。雖然在計算機互聯網技術日益發展的時代，網絡技術與通信技術對于各種活動開展比較方便，但是這些技術如何應用在電力系統繼電保護中，仍需要深入研究。當然在電力系統的繼電保護中完全能夠使用通信網絡的技術，建立通信的網絡，以便遠程應用與獲取故障信息，同時還要充分采取人工智能的技術，這樣不僅可以提高相關保護裝置的自適應能力，而且能夠大幅度提高動作的性能。

7 結語

總而言之，智能變電站的繼電保護作為智能電網不斷發展的關鍵，主要通過數字化、智能化的技術來實現變電站內、外的互動操作及信息共享。隨著智能化的變電站繼電保護的運行方式及構成的形態漸漸改變，其相關維護技術和平常的運行狀況及故障等有很大差異，在智能變電站的日常運行過程中，電力企業需增強對變電站繼電保護設備的維護，及時找出設備運行中的故障，對其實行高效、科學的檢修維護，以確保智能變電站運行的安全性、可靠性。

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作者簡介：汪和敏（1974-），男，浙江淳安人，國網浙江省電力公司杭州供電公司工程師，研究方向：電網繼電保護及自動化的檢修維護。

（責任編輯：蔣建華）