繼電保護在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應用探討

肖金泉

【摘??要】現(xiàn)如今，電能供應已成為經(jīng)濟社會高速發(fā)展的重要基石，而繼電保護在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定方面起關鍵作用。但是在現(xiàn)代電網(wǎng)建設中，繼電保護面臨諸多問題，對系統(tǒng)安全構成潛在威脅，應對傳統(tǒng)繼保裝置進行技術改進和配置優(yōu)化。該文著重介紹了現(xiàn)代電網(wǎng)中繼電保護所面臨的電網(wǎng)規(guī)模增大、新能源大規(guī)模接入、配網(wǎng)發(fā)展滯后以及運行方式多變等問題，深化廣域保護和系統(tǒng)重構技術應用，實現(xiàn)繼電保護多元化發(fā)展以及加大繼保裝置運維力度等方面提出了繼電保護的具體應用策略，旨在推動繼電保護技術發(fā)展。

【關鍵詞】繼電保護;現(xiàn)代電網(wǎng);應用

一、淺析繼?電保護?裝置技術

1、繼電保護?裝置的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，電力系統(tǒng)?的發(fā)展趨勢朝著超?高壓電壓和大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方向發(fā)展，在發(fā)展過程中有效提高繼電保護?的可靠性、靈敏性、快速性和選擇性是重要的研究課題。近年來經(jīng)過我國電力技術人員的實踐研?究，繼電保護理論和實踐都積累了大量的經(jīng)驗，充分組建?了一?個?由電能產(chǎn)?生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的現(xiàn)代電力系統(tǒng)。

2、繼?電保護裝置的任務

繼?電保護是保護?電力系統(tǒng)?中的元件，避免元?件發(fā)生短?路或異常，通?過這些情況?的控制來實現(xiàn)?電氣量?的變化保護?措施。在供?電系統(tǒng)運行正常時，繼?電保護就?需要?完整的監(jiān)視?各種?電力設備?的運?行狀況，使之?安全的正常運?轉，并及時切除供?電系統(tǒng)發(fā)生?故障時的故障?部分，保證其他?電力設備能夠正?常運行，并能夠?及時發(fā)?出警報，促?使相關工作?人員盡快?處理?故障部分。

3、繼?電保護裝置?的基本特性

繼?電保護裝置在運?行過?程中有著十分?明顯的基本?特征，例如選?擇性、靈?敏性、速動?性、可靠性?等。在智?能電網(wǎng)的運行?中，先進?的科技水平?更進一步強化?了繼?電保護?的各種性能，使之更加合理有效。

二、現(xiàn)代電網(wǎng)繼電保護所面臨問題

1、大電網(wǎng)問題

超?/?特高壓的建設是由我國客觀因素決定的，主要與資源分布不均有關，特別是能源集中地區(qū)與負荷高消耗地區(qū)相隔數(shù)百甚至上千公里。大電網(wǎng)概念是解決能源資源配置問題的關鍵。如今遠距離超?/?特高壓網(wǎng)架結構初見規(guī)模，電網(wǎng)結構的整體性和復雜性日益顯現(xiàn)，電網(wǎng)安全成為關注的重點。電網(wǎng)規(guī)模增大的同時故障的概率也隨之升高，同時區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)互通成為常態(tài)，這無疑為大范圍停電事故提供了可能性，從國外幾起嚴重停電事故中可見端倪，電網(wǎng)穩(wěn)定策略的實現(xiàn)對繼保要求更高。此外，隨著高壓直流輸電技術成熟，電能傳輸效率更高，走線占地更小，具有顯著綜合效益，然而交直流轉換也帶來了控制和保護上的難題。

2、新能源大規(guī)模接入問題

近幾年，新能源的發(fā)展突飛猛進，雖然緩解了能源危機，但是也對電網(wǎng)安全構成威脅，需要優(yōu)化繼保裝置配置。首先，新能源的接入會改變原有電網(wǎng)的潮流分布，使電網(wǎng)更加難以控制，如果不及時調整保護方向性和整定值，易導致保護的拒動或誤動;其次，電力電子設備的應用給電網(wǎng)帶來了大量的諧波成分，不僅降低了電能質量，而且可錯誤觸發(fā)繼保裝置，損害社會和經(jīng)濟效益;最后，還會帶來互補能源缺失的問題，隨著新能源裝機容量激增而傳統(tǒng)火電、水電等規(guī)模增長有限，新能源在電能輸出上有很大波動，具有不確定性，當新能源產(chǎn)能降低時，需要常規(guī)能源及時填補缺位，如果新能源缺口過大，而互補能源又不能滿足需求，則會影響電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。

3、配電網(wǎng)發(fā)展相對滯后

在現(xiàn)代電網(wǎng)中，智能配網(wǎng)也是電網(wǎng)建設的重點內容，由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)在自動化應用上的不足，采用的是單向供電模式，不存在用戶同電網(wǎng)的信息交互，電能供應缺乏可預見性和計劃性，同時配網(wǎng)故障缺乏自動恢復功能，增加了電能損失并使供電可靠性降低。網(wǎng)絡信息和自動化技術發(fā)展為智能配網(wǎng)建設打下基礎，要對傳統(tǒng)配網(wǎng)進行配置優(yōu)化，建立互動渠道，使電網(wǎng)能夠獲取用戶用電信息并為用戶提供更好的用電體驗。在智能配網(wǎng)中，繼保裝置是實現(xiàn)配網(wǎng)智能控制的關鍵，應加大先進繼保技術引進使之適應復雜配網(wǎng)以及新能源接入所帶來的問題，還要打通用戶反供電網(wǎng)的限制，并適時調整繼保裝置以確保電能交互安全。

三、現(xiàn)代電網(wǎng)中繼電保護應用策略

1、廣域保護的應用

傳統(tǒng)繼電保護方式多采取的是設備位置的信息，對被保護設備而言存在單端和雙端保護兩類，這主要與軟、硬件技術不足有關，雖可基本滿足傳統(tǒng)電網(wǎng)需要，但如今網(wǎng)架結構和系統(tǒng)構成更加復雜，在有限的電量信息條件下，傳統(tǒng)繼電保護很難全面的反應故障象征，存在局限性。隨著智能堅強現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設，特別是信息化平臺的搭建，為廣域保護發(fā)展提供有利條件。廣域保護可獲取更加全面的故障相關信息，并在計算機技術支持下實現(xiàn)故障的綜合分析，從而使保護具有自適應性特點，自動修改保護動作策略。在多方面獲取故障信息的前提下，繼電保護不再需要在方式調整時進行定制調整，保護更加精準和快速。由于電網(wǎng)規(guī)模龐大，廣域保護往往是先將電網(wǎng)進行分區(qū)，然后在不同區(qū)域內實現(xiàn)保護功能。廣域保護不僅是判斷故障和保護電網(wǎng)安全，而且具有控制功能，控制故障范圍，修復故障區(qū)間，實現(xiàn)供電網(wǎng)絡的自我保護。這是繼電保護的發(fā)展方向，可有效提升現(xiàn)代電網(wǎng)的安全保證能力。

2、系統(tǒng)重構技術的應用

由于現(xiàn)代電網(wǎng)越來越智能化，在新設備、新技術的支持下現(xiàn)代化電網(wǎng)中深化應用系統(tǒng)重構技術，借助該技術可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的重新構制，優(yōu)化原有結構及性能，但是要注意系統(tǒng)重構技術應用的合理性，使其符合現(xiàn)代電網(wǎng)對繼電保護提出了更高標準要求。在現(xiàn)代電網(wǎng)中，特別是智能配網(wǎng)中系統(tǒng)重構可有效解決供電可靠、降低線損以及平衡負荷等具體指標。繼電保護裝置是系統(tǒng)重構的重要一環(huán)，需要借助繼保裝置提供的故障信息，自行調整故障或異常電網(wǎng)的運行方式，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的自動修復，這是現(xiàn)代智能電網(wǎng)的典型應用，而傳統(tǒng)電網(wǎng)由于技術、設備上的不足，很難實現(xiàn)系統(tǒng)重構，在供電安全和穩(wěn)定上有很大不足。因此，繼電保護技術發(fā)展，特別是自適應保護的應用對系統(tǒng)重構的實現(xiàn)起到重要支撐作用。

3、繼電保護多元化發(fā)展

現(xiàn)代智能電網(wǎng)的發(fā)展對繼保工作提出了功能多樣化和保護智能化的新要求，這也是電網(wǎng)發(fā)展趨勢，需要在繼保技術創(chuàng)新上做出努力，不斷推進繼保多元化發(fā)展，從而為電網(wǎng)運行的質量和效益提升保駕護航。首先，隨著數(shù)字技術在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應用增多，也為繼保技術發(fā)展提供了新的契機，特別是繼保裝置關鍵器件數(shù)字化傳感器的研發(fā)升級，使數(shù)據(jù)傳輸效率和精度有較大提升，避免了傳感器頻繁發(fā)生異常的情況，傳感器工作更加穩(wěn)定。其次，在繼保裝置中，大數(shù)據(jù)同網(wǎng)絡技術的結合，使繼保裝置能夠接收到更多的電網(wǎng)運行或者故障相關信息，經(jīng)相應算法使繼保裝置能加智能，故障處理更加精確和高效，在維護電網(wǎng)穩(wěn)定上可發(fā)揮更大作用。最后，還要注重發(fā)電機、變壓器等電網(wǎng)單元的保護，對原有保護進行優(yōu)化。

4、加強繼保裝置維護管理

不論是在高壓輸電還是供配電系統(tǒng)建設中，繼保裝置對電網(wǎng)安全及相關功能實現(xiàn)是至關重要的，繼保裝置配置數(shù)量急劇增多，裝置結構更加復雜，對運行維護工作有了更高要求。首先，傳感器對于繼保以及電網(wǎng)遠程監(jiān)測功能的實現(xiàn)十分關鍵，要確保傳感器正常工作，才能使繼保裝置可靠動作，監(jiān)控人員方可通過所傳信號及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)及保護裝置異常并將異常信息告知運維人員處理;當繼電保護裝置內部出現(xiàn)故障時，應及時封鎖保護動作出口，以防保護誤動情況發(fā)生，避免造成停電事故，甚至更大損失。其次，要關注雨、雪、雷以及大風等天氣條件對繼保裝置的不利影響，加強巡視避免出現(xiàn)接線松動、振動異常等狀況，保證繼保裝置運行正常。

總之，要注重繼電保護技術的研發(fā)和應用，大力發(fā)展廣域保護、系統(tǒng)重構等技術，推動繼保功能多樣化發(fā)展，并做好繼保裝置的維護工作，從而提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定和安全。

參考文獻：

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[2]汪覺恒，鄧慶紅.我國繼電保護技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].湖南電力，2003（03）：5-9.

（作者單位：云南電網(wǎng)有限責任公司玉溪供電局）