水電廠繼電保護分析

莫玉生 王月騰

摘 要：隨著用電量的不斷增加，人們對于電力系統的運行可靠性提出了更高的要求。由于水電廠是保障電力正常供應的重要影響因素之一，為了保障電力系統能夠更加平穩、安全的運行，為社會生產和居民生活提供更加優質的供電服務，必須重視水電廠繼電保護技術的提高，確保水電廠的意外故障能夠及時解決，降低對于電力系統的不利影響。 本文通過闡述水電廠繼電保護的作用和發展歷程，對今后水電廠繼電保護技術的發展進行設想，希望可以為研究人員提供研究方向，更好的促進水電廠繼電保護技術的發展。

關鍵詞：水電廠； 繼電保護 ；技術發展； 研究方向

引言：

我國的經濟急速發展，電力需求不斷增加，正常供電、保證電力系統的平穩運行是我國進行社會生產的重要保障。繼電保護對于保障電力系統的運行平穩和安全起著十分關鍵的作用，專業技術的要求比較高。對于水電廠來說，繼電保護發揮著巨大作用，隨著電腦技術的不斷進步，保護裝置的性能有了顯著提高，正逐漸向智能化和信息化的方向穩步發展。一、 水電廠繼電保護的作用

繼電保護一般是由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執行部分組成[1]。在現場進行信號輸入時要有必要的前置處理，才能使繼電器有效的檢查各種現場數據。例如在進行隔離、電平轉換和低通濾波時就要在進行前置處理后才能夠檢查出具體數據。測量部分輸出的各種信息，按照一定的邏輯關系進行重組和運算后得出執行動作，再由輸出部分負責執行，最終完成任務。

繼電保護在水電廠發揮著重要作用，當元件發生故障時，繼電保護系統能夠迅速、自動、有選擇性的把故障元件與電力系統隔離，保證正常部分快速地恢復運行，防止故障元件的二次傷害，減小停電范圍。如果元件出現異常，繼電保護系統能夠根據運行維護的要求快速地動作，發出信號、減負荷、跳閘等指令。有些事故是不需要迅速動作的，水電廠要根據元件的危害程度設置相應的延時時間，避免進行不必要的動作。繼電保護除以上作用外，還是水電廠的監控系統，能夠監視水電廠的電流、電壓等是否在規定范圍，從而保障水電廠的正常、安全運行。

二、 水電廠繼電保護發展歷程

由于我國對電力系統的要求越來越高，水電廠的繼電保護也隨之不斷發展。計算機技術、電子技術和通信技術的進步也為繼電保護技術的發展提供了堅實基礎，因此繼電保護技術發展紀錄不斷刷新，不停地創造科學奇跡。建國之后，我國創建了繼電保護技術研究的科學隊伍，在工程人員的不斷努力下，50年代我們掌握了國外的繼電保護技術，為我國的繼電保護技術研究打下基礎。在60年代我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系[2]，繼電保護技術進入繁盛時期，我國也具有了較成熟的繼電保護技術。60年代到80年代出現了晶體管高頻閉鎖距離保護技術，我國繼電保護技術結束了完全從國外進口的時代。70年代，集成運算放大器開始研究，80年代末已經具備完整體系，逐步替代晶體管。90年代初集成電路的保護成為主導，是一個以集成電路保護為主的時代。70年代末我國著手進行計算機繼電保護技術的開發，在廣大科研人員的努力下也取得了一定的成績，可以說從90年代開始我國已經進入應用微機繼電保護時代。

三、水電廠繼電保護發展方向

1. 網絡信息化

現在對水電廠的安全運行要求越來越高，促使繼電保護技術的不斷更新。只是找出故障點和縮小故障范圍已經不能滿足現在的發展趨勢，還應在加強系統安全運行方面進行思考。現今，計算機網絡成為主流的通信工具，保護系統的觀念已經在工程人員中興起，我們可以使每個保護單元都能共享安全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作[3]，從而保證系統的安全、穩定運行。同時，網絡信息化能夠使故障性質、位置、測距迅速且準確的表現出來，減少判斷故障的時間，從而迅速解決故障。

2. 計算機化

計算機硬件的發展帶動了微機保護硬件的進步，在經過漫長的研究后，我國出現了寄存器、數據總線、地址總線都是32位的CPU，具有存儲器管理功能、保護功能、任務轉換功能。計算機的快速發展使電力系統的發展更加迅速，對水電廠的安全運行提出了更高的要求。繼電保護系統除了要完成繼電保護工作，還應具備存儲故障信息、處理故障信息、強大的通信等功能，這些都需要計算機的輔助。

3. 智能化

現在人工智能技術得到了廣泛應用，神經網絡、遺傳算法、進化規劃和模糊邏輯在水電廠中使用普遍。神經網絡是應用非線性映射的方法來解決問題，當出現不能列出方程式和復雜的非線性問題時，我們應用神經網絡就能夠輕松解決。現今，水電廠的繼電保護技術中人工智能化已經成為主要的研究趨勢，繼電保護系統中包含專家系統和網絡等智能化系統，結合人工智能技術可以對繼電保護系統中的不確定因素進行準確分析，快速找到影響智能診斷的原因，使診斷結果更加的快速、準確，人工智能化是未來繼電保護技術的主要發展趨勢之一。

4. 保護、測量、控制、數據通信一體化

在水電廠能夠實現繼電保護的計算機化和網絡化的裝置，其實就是一臺多功能、性能高的計算機，網絡使它能夠獲取水電廠的各種運行、故障信息，也能夠將任何元件的信息傳送到每一個服務終端。現在的微機保護已經不是單純的繼電保護，還能在正常運行的情況下，測量、控制通信數據，實現了保護、控制、測量、數據通信一體化。在社會主義市場經濟的推動下，科學技術也在不斷發展。在廣大工程人員的共同努力下，新型的保護裝置不斷面世。我國對于保護裝置的研究日漸成熟，在這樣的發展趨勢下，繼電保護技術的研究會越來越深入，電力系統的運行會越來越安全、穩定，保護技術研究的發展空間也會越來越廣泛。

四、 結束語：

綜上所述，隨著電力系統的快速發展，必然要求水電廠不斷提高工作效率，繼電保護技術的研究也將面臨更多的困難和挑戰。因此，機電保護者應該強化精品意識，不能出現絲毫的松懈和疏漏。同時，繼電保護技術逐漸向網絡信息化、計算機化以及智能化方向發展，有助于減輕現場人員的工作量。

參考文獻：

[1]杜國蘭.地方小水電廠并網運行分析及其繼電保護和安全自動裝置的配置研究[J].黑龍江科技信息，2012，11（22）：109-110.

[2]陳祖添，潘柏崇，劉麗芳.微機保護裝置中邏輯模塊在水電廠的應用[J].中國農村水利水電，2011，10（21）：178-179.

[3]賈東，陸青.水電廠繼電保護技術發展研究[J].科技資訊，2013，12（33）：125-126.