淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展

胡峰 董昕源

摘要：我國電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)也在不斷完善，其保障了電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。當(dāng)前，計算機(jī)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中發(fā)揮著重要的作用，這也為我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。本文就將主要分析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù)技術(shù);現(xiàn)狀與發(fā)展

引言

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、母線和變壓器等構(gòu)件組成，如電力系統(tǒng)中的某一構(gòu)件出現(xiàn)問題，則將直接阻礙系統(tǒng)的安全與平穩(wěn)運行。繼電保護(hù)在保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。所以，在電力系統(tǒng)運行中，繼電保護(hù)技術(shù)也受到了人們的高度重視。認(rèn)真分析和探討電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，對我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)特點及原理分析

在智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展過程中，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)階段，我國電網(wǎng)處于日益完善的發(fā)展階段，尤其是計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的各個單元進(jìn)行保護(hù)，能夠?qū)崟r共享電力系統(tǒng)故障信息和數(shù)據(jù)。繼電保護(hù)裝置和科學(xué)技術(shù)的有效融合，能夠構(gòu)成智能化、虛擬化和一體化的新型電力系統(tǒng)保護(hù)體系。計算機(jī)技術(shù)的計算能力和數(shù)據(jù)處理能力較高，與繼電保護(hù)技術(shù)融合，在很大程度上提高了繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用水平。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，繼電保護(hù)裝置能夠有效保護(hù)電力系統(tǒng)和元器件的安全，在最短時間、最小區(qū)域范圍內(nèi)排除各項故障，并向工作人員發(fā)布故障信號等待處理，減少了對相鄰區(qū)域供電系統(tǒng)的影響。

2電力繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1起步較晚，發(fā)展迅速

電力工程繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠有效處理電力系統(tǒng)故障，減少電力系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。在20世紀(jì)70年代，我國引進(jìn)了很多先進(jìn)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)，雖然起步比較晚，但電力市場范圍較廣，推動著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。在電力行業(yè)發(fā)展中，微型繼電保護(hù)系統(tǒng)是利用微型計算機(jī)進(jìn)行控制，直到1984年才引進(jìn)微機(jī)保護(hù)技術(shù)，為電腦樣機(jī)運行的穩(wěn)定性提供了支持?，F(xiàn)階段，微機(jī)保護(hù)技術(shù)在很多領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用，尤其是線路保護(hù)產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得微型繼電保護(hù)技術(shù)超越了先進(jìn)的繼電保護(hù)技術(shù)，并發(fā)揮著重要作用。

2.2微機(jī)繼電的快速發(fā)展

在現(xiàn)代化電力系統(tǒng)快速發(fā)展中，繼電保護(hù)電力技術(shù)發(fā)展十分迅速，尤其在繼電保護(hù)領(lǐng)域，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)得到了快速發(fā)展。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者通過相關(guān)研究對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的重要性進(jìn)行了驗證，社會各界逐漸認(rèn)識到微機(jī)保護(hù)對電網(wǎng)的重要性。微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要發(fā)展趨勢，具有自我測試功能、記憶功能和處理功能，提升了數(shù)值的計算能力、可靠性和靈敏度。此外，微機(jī)保護(hù)主要利用微型機(jī)器構(gòu)成繼電保護(hù)，在運行和操作過程中利用計算機(jī)技術(shù)為電力自動化發(fā)展提供支持。因此，微機(jī)繼電保護(hù)未來發(fā)展空間十分巨大。

3繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1繼電保護(hù)的功能

在電力系統(tǒng)運行過程中，繼電保護(hù)配置的關(guān)鍵內(nèi)容是為電力系統(tǒng)運行的安全性提供保障。首先，能夠解決電力系統(tǒng)的短路故障。配電線路網(wǎng)絡(luò)廣闊，與很多行業(yè)發(fā)展和人民群眾日常生活息息相關(guān)，出現(xiàn)短路問題時會帶來嚴(yán)重影響。這就需要完善配電線路的繼電保護(hù)裝置，有效預(yù)防電力系統(tǒng)故障。其次，檢查開關(guān)保護(hù)設(shè)備。通常，開關(guān)設(shè)置在配電站中，繼電保護(hù)配置有利于保護(hù)開關(guān)站并掌握安全入口。再次，預(yù)防電流互感飽和現(xiàn)象。電流互感飽和會帶來電力系統(tǒng)斷線問題，在設(shè)置繼電保護(hù)的情況下，有效保護(hù)整個配電系統(tǒng)，充分發(fā)揮定時保護(hù)裝置的功能。最后，繼電保護(hù)系統(tǒng)日常維護(hù)工作的順利實施，能夠有效提升電力系統(tǒng)運行的安全性。

3.2微機(jī)保護(hù)裝置的維護(hù)

電子電路是微機(jī)保護(hù)裝置中的關(guān)鍵內(nèi)容，在實際運行過程中極易受到強(qiáng)磁場和強(qiáng)電場的影響。為了充分發(fā)揮微機(jī)保護(hù)裝置的自動保護(hù)功能，技術(shù)人員需要進(jìn)行容錯設(shè)計，提高微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性，為裝置運行的穩(wěn)定性提供保障。同時，電力部門需要合理設(shè)定微機(jī)保護(hù)參數(shù)，安排專業(yè)人員設(shè)置硬件操作鎖，并保存操作人員和監(jiān)護(hù)人員的基本信息。與常規(guī)的繼電保護(hù)裝置相比，微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)越性很強(qiáng)，很大程度上提高了電力系統(tǒng)供電的安全性和可靠性，推動著電力系統(tǒng)自動化的快速發(fā)展。在現(xiàn)代化社會發(fā)展中，計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、集成電路和人工智能發(fā)展迅速，為微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展提供了支持，使其結(jié)構(gòu)和性能更加完善，相關(guān)功能呈現(xiàn)出全面性特點，充分發(fā)揮了保護(hù)電網(wǎng)可靠、安全運行的作用。

4電力繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1一體化和多功能將成為未來的主要發(fā)展趨勢

在日后的發(fā)展中，繼電保護(hù)裝置可借助互聯(lián)網(wǎng)獲取電力系統(tǒng)運行中的所有故障信息，故障終端與網(wǎng)絡(luò)控制中心均能夠獲取完整且準(zhǔn)確的被控元件基本信息和數(shù)據(jù)。繼電保護(hù)裝置一方面具備較強(qiáng)的繼電保護(hù)功能，另一方面也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、測量、控制和保護(hù)等功能。如系統(tǒng)運行中無異常情況，其可十分迅速準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)通信和測量控制。繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)中計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的終端系統(tǒng)，充分融合了繼電保護(hù)裝置及與之相關(guān)的多種科學(xué)技術(shù)，其功能全面且穩(wěn)定性較強(qiáng)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于變電站檢測控制系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)采集、故障記錄、分析和調(diào)度、保護(hù)和測量等多種功能。該系統(tǒng)高度融合了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)，人員可更快現(xiàn)場實際情況選擇不同的配置方式。系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu)，其主要由四層結(jié)構(gòu)組成，分別為子站系統(tǒng)、現(xiàn)場設(shè)備層、主站系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)地理跨度站在運行的過程中采用多結(jié)點網(wǎng)絡(luò)連接方式，系統(tǒng)軟件主要有兩種形式，一種是Windows，一種是Linux，系統(tǒng)編程中主要采用C++語言，以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采取科學(xué)的設(shè)計方式設(shè)計而成。該系統(tǒng)運行中安全性較強(qiáng)，且其具有開放性，系統(tǒng)中設(shè)有不同的模塊，工作性能較為理想，操作十分方便且穩(wěn)定性優(yōu)勢明顯。再者，系統(tǒng)運行中可實現(xiàn)圖元組態(tài)功能以及動態(tài)單元組態(tài)功能，可與智能設(shè)備直接連接，無需繁瑣的步驟便可操作系統(tǒng)。

4.2網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)將成為繼電保護(hù)的重要形式

現(xiàn)階段，繼電保護(hù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。在未來，繼電保護(hù)技術(shù)將能夠進(jìn)行自定義傳輸，而且也可采集多種不同形式的信息數(shù)據(jù)。另外，系統(tǒng)智能化水平的提高，也使用戶以更加方便快捷的方式操作系統(tǒng)，促使系統(tǒng)應(yīng)用于更多領(lǐng)域。為了加快繼電保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，系統(tǒng)可應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)其功能。繼電保護(hù)裝置在互聯(lián)網(wǎng)、PLC和光纖的支持下，可為信息遠(yuǎn)距離傳輸和瀏覽創(chuàng)造條件。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠及時掌握電力系統(tǒng)運行過程中存在的故障信息，進(jìn)而第一時間明確系統(tǒng)運行故障，然后采取有效的處理措施，保障系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

結(jié)語

在電力系統(tǒng)運行中，繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮了非常重要的作用。繼電保護(hù)系統(tǒng)運行原理十分復(fù)雜，而且繼電保護(hù)技術(shù)類型較多，相關(guān)人員需要深入研究繼電保護(hù)技術(shù)，推動技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，從而以完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，推動電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運行技術(shù)[M].北京：電力工業(yè)出版社，1981.

[2]國家電力調(diào)度通信中心.國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)十年發(fā)展綜述（1997-2006年）.中國電力出版社，2009.

[3]詹紅霞.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及新技術(shù)應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2011，9.

[4]吳斌，劉沛，陳德樹.繼電保護(hù)中的人工智能及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，1995，（4）：19-20.