電力系統(tǒng)保護(hù)與繼電器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展研究

許琦

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司如皋市供電分公司 江蘇 南通 226500

引言

當(dāng)前電力需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。為確保其安全﹑穩(wěn)定運(yùn)行，需要引入新的技術(shù)。繼電器技術(shù)是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵之一。繼電器技術(shù)的應(yīng)用，可確保電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，有助于控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)的互動(dòng)。

1 電力系統(tǒng)保護(hù)中繼電器技術(shù)價(jià)值和影響因素

1.1 電力系統(tǒng)保護(hù)

電力系統(tǒng)的快速發(fā)展為繼電保護(hù)帶來(lái)了新的需求，而電子技術(shù)﹑計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展也給電力系統(tǒng)帶來(lái)了新的活力。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，會(huì)影響到周?chē)罕姷挠秒姡瑖?yán)重的還會(huì)引發(fā)安全事故，導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的損失。

1.2 繼電器技術(shù)價(jià)值體現(xiàn)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，合理運(yùn)用繼電器技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的故障處理起到了積極的預(yù)防作用。繼電器技術(shù)在電網(wǎng)中的運(yùn)用，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性起到了很大的作用。繼電器技術(shù)的進(jìn)步，帶動(dòng)了信息技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于電網(wǎng)安全﹑穩(wěn)定運(yùn)行具有積極意義。技術(shù)人員要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，跟上時(shí)代步伐。采用先進(jìn)的保護(hù)技術(shù)，保證了系統(tǒng)的可靠性。繼電器技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾性和速度性。通過(guò)對(duì)該綜合保護(hù)技術(shù)的科學(xué)化運(yùn)用，可使該系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。繼電器技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，為配電網(wǎng)安全﹑可靠運(yùn)行提供了保障。采用這種方法，可以迅速地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障。結(jié)合電氣元器件經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集與綜合分析后，可放大保障電網(wǎng)范圍，確保電網(wǎng)安全﹑穩(wěn)定地運(yùn)行。

1.3 影響因素分析

繼電器技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，是由多種因素共同決定的。比如，零件自身影響因素，零件不合格，造成電器故障等問(wèn)題。在電力系統(tǒng)中，繼電器技術(shù)不充分，也會(huì)對(duì)其安全﹑穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。電力系統(tǒng)中的繼電器和保護(hù)器要有針對(duì)性。在裝配具體的繼電器時(shí)，若沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行細(xì)分和定位，將不可避免地影響到電路的安全。電力設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行，已經(jīng)出現(xiàn)了一些電器元件的故障。由于其維修時(shí)間比較長(zhǎng)，而且在試驗(yàn)上也有一定的難度，這將會(huì)直接影響到電力設(shè)備的使用壽命，造成誤保護(hù)的現(xiàn)象。

2 電力系統(tǒng)繼電器技術(shù)的應(yīng)用

2.1 限定電流輸出保護(hù)技術(shù)

智能電力系統(tǒng)在實(shí)際操作中，易受多種因素影響。另外，繼電器技術(shù)的動(dòng)作也要耗費(fèi)很大的能源。當(dāng)電流超負(fù)荷時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)跳閘故障。依托于智能變電站的安全運(yùn)行采取過(guò)流保護(hù)，在發(fā)生故障的時(shí)候，能夠發(fā)出警報(bào)，便于有關(guān)部門(mén)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。所謂過(guò)流保護(hù)，就是在不考慮電流大小的情況下，對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作具有一定的動(dòng)作時(shí)間。在出現(xiàn)短路的情況下，保護(hù)裝置會(huì)把反應(yīng)時(shí)間設(shè)定在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)。因此，相關(guān)人員必須更加注重對(duì)相關(guān)技術(shù)﹑方法等方面的研究，并對(duì)其進(jìn)行更科學(xué)的合理配置，在提升電力系統(tǒng)智能化水平的同時(shí)，增加保護(hù)裝置的可靠性。

2.2 預(yù)防周邊環(huán)境可靠性的影響

改善電網(wǎng)的工作效率，才能有效地防止其對(duì)電力系統(tǒng)的不利影響，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。比如，針對(duì)環(huán)境EMI，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的傳導(dǎo)作用來(lái)降低EMI的影響。①濾除EMI，確保電力的有效利用，并結(jié)合實(shí)際條件，設(shè)計(jì)出一條實(shí)用的傳輸線(xiàn)，以確保電力的品質(zhì)。②保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中起到推進(jìn)器的作用，使功率傳遞效果最大化，不容許外界干擾，如電磁干擾。如：采取適當(dāng)?shù)碾姶牌帘未胧倪M(jìn)繼電器技術(shù)等，以保證對(duì)電網(wǎng)的有效控制。③為避免外部雷電對(duì)電力系統(tǒng)造成的沖擊，增加系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的配置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率；在電力系統(tǒng)中，為了使其更具科學(xué)性和可操作性，必須從技術(shù)﹑設(shè)備﹑電路3個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)革新。如：建立與之相適應(yīng)的模擬模型﹑強(qiáng)化保護(hù)機(jī)理的研究﹑提升全自動(dòng)化系統(tǒng)品質(zhì)等。

2.3 智能終端故障處理

智能終端是一種具有代表性的電力自動(dòng)化。如果智能終端失靈，則很容易導(dǎo)致存在于電力自動(dòng)化內(nèi)部的一切調(diào)合閘進(jìn)入到時(shí)空狀態(tài)，在后續(xù)發(fā)展中逐步延伸為電力自動(dòng)化的運(yùn)行安全問(wèn)題[1]。具體地說(shuō)，在智能終端發(fā)生故障的情況下，要對(duì)智能終端的輸出板進(jìn)行處理，保證調(diào)合閘能夠保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)。事故發(fā)生后，對(duì)事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析﹑調(diào)查，保證事故發(fā)生的及時(shí)﹑準(zhǔn)確﹑可靠，確保繼電器技術(shù)設(shè)備可正常運(yùn)行。

2.4 就地化間隔保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，設(shè)置繼電器技術(shù)器時(shí)，必須遵守就近原則。實(shí)際上，為了使被測(cè)設(shè)備具有附加功能，必須安裝繼電器裝置。這樣，當(dāng)出現(xiàn)真正的故障時(shí)，就能及時(shí)地做出相應(yīng)的動(dòng)作，以改善繼電器技術(shù)的靈敏度和實(shí)時(shí)性。同時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行短程調(diào)節(jié)，可以降低其對(duì)電網(wǎng)的不利影響。此外，通過(guò)鋪設(shè)新型微機(jī)，工作人員能夠同步施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)措施進(jìn)行分析，專(zhuān)注于控制目標(biāo)設(shè)備的實(shí)際狀況，提供科學(xué)﹑合理，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行中的安全和穩(wěn)定。

在信息化背景下，智能化電力系統(tǒng)是未來(lái)發(fā)展方向。所以，現(xiàn)在很多新型的繼電器設(shè)備都是通過(guò)數(shù)字化的方式來(lái)采集﹑分類(lèi)﹑分析在智能電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的海量信息。一方面，資訊科技的運(yùn)用極大地改善了資料搜集與分析的品質(zhì)；同時(shí)，在后期的核算中，為企業(yè)和工作人員的后期計(jì)算提供了有利條件。

2.5 建立健全的管理體系

在應(yīng)用繼電器技術(shù)的初始階段，應(yīng)建立相應(yīng)的體系。尤其可以采取如下措施，確保在運(yùn)行中，當(dāng)繼電器裝置發(fā)生故障時(shí)，可以得到及時(shí)有效的解決。其次，結(jié)合企業(yè)的具體情況，從制度﹑方法﹑操作指標(biāo)等方面，對(duì)操作指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，并進(jìn)行嚴(yán)格的運(yùn)用。若軟﹑硬不能兼容，則由技術(shù)人員更換繼電器；然后，要強(qiáng)化繼電器技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，并利用該體系對(duì)裝置在使用中出現(xiàn)的各類(lèi)故障進(jìn)行處置，以確保裝置在使用中處于良好的工作狀況。最后，要對(duì)人員進(jìn)行集中訓(xùn)練，以提升其綜合質(zhì)量與技術(shù)，以保證在出現(xiàn)意外時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理，以避免危險(xiǎn)發(fā)生。

3 電力系統(tǒng)保護(hù)中繼電器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展

3.1 繼電器技術(shù)應(yīng)用

將繼電器技術(shù)科學(xué)地運(yùn)用到電網(wǎng)中，為確保電網(wǎng)安全﹑穩(wěn)定運(yùn)行，必須重視此方面的控制。

3.1.1 繼電器技術(shù)應(yīng)用規(guī)范。要使繼電器技術(shù)在實(shí)踐中得到更好的運(yùn)用，就必須把握好繼電器技術(shù)在電網(wǎng)中的具體應(yīng)用。比如，按照規(guī)范的要求，制定了相應(yīng)的管理制度。員工本人對(duì)工作要點(diǎn)進(jìn)行了了解，將創(chuàng)新思維理念付諸實(shí)踐，并與技術(shù)的應(yīng)用需求相結(jié)合。在中繼系統(tǒng)中形成一個(gè)完善的管理體系，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)所確定的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。同時(shí)也要重視技術(shù)人才的綜合素質(zhì)的提升。工作人員在實(shí)際操作過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行繼電器技術(shù)的使用規(guī)則，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查﹑清洗等工作，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

3.1.2 明確繼電器技術(shù)應(yīng)用任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，電網(wǎng)可能發(fā)生多種類(lèi)型的故障，并存在于不同的工況，其中就有縱向非對(duì)稱(chēng)故障。第一次故障為單相﹑雙相的斷相；在后者中，故障以單相和雙相短路為主[2]。電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障，往往會(huì)引起電網(wǎng)降壓等一系列嚴(yán)重的后果，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

在事故現(xiàn)場(chǎng)，由于短路電流較大，所形成的電弧不僅會(huì)對(duì)電力設(shè)備等造成損壞，而且還會(huì)影響到設(shè)備的使用壽命。因而，采用繼電保護(hù)技術(shù)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)安全進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)排除故障，減少電網(wǎng)損失。繼電器技術(shù)是指在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)電網(wǎng)出現(xiàn)的各種故障等，采取主動(dòng)措施，以確保電網(wǎng)安全﹑穩(wěn)定地運(yùn)行。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，該保護(hù)裝置能夠正確地發(fā)送信號(hào)并報(bào)警，以便維修人員能夠迅速地對(duì)其進(jìn)行處理。

3.1.3 繼電器技術(shù)應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的目的是要對(duì)繼電器的安全和穩(wěn)定的供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，確保保護(hù)裝置與機(jī)電系統(tǒng)的安全防護(hù)需求和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，制訂出一個(gè)完善的安全保障方案。在高壓電力系統(tǒng)中，如果采用母線(xiàn)繼電器技術(shù)，則在并聯(lián)操作的分段母線(xiàn)上，則不需配置電流速斷保護(hù)，在小負(fù)載配電網(wǎng)中，也可以不配置保護(hù)。在變電所中，采用單路母線(xiàn)保護(hù)，并配有限流保護(hù)與過(guò)流保護(hù)。在線(xiàn)路保護(hù)中，采用了兩級(jí)和三級(jí)保護(hù)方式，保護(hù)效果較好。在電力系統(tǒng)中，對(duì)電容進(jìn)行過(guò)電流﹑過(guò)壓﹑零序等保護(hù)，對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。

3.1.4 繼電器應(yīng)用維護(hù)。要使繼電技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)揮更大的作用，服務(wù)人員的巡查時(shí)間要和繼電器的保護(hù)裝置相對(duì)應(yīng)，加強(qiáng)監(jiān)督，明確崗位責(zé)任制度，并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)保護(hù)。在對(duì)繼電器的保護(hù)裝置進(jìn)行清理時(shí)，應(yīng)由專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行清理，以防止設(shè)備損壞。相關(guān)的操作者應(yīng)該與主動(dòng)設(shè)備之間保持一個(gè)安全的距離，以防止對(duì)人體造成沖擊，防止出現(xiàn)障礙物問(wèn)題。

在繼電器實(shí)際維修中，應(yīng)該注重對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳細(xì)核實(shí)名稱(chēng)的完整性以及品牌的基本要素，對(duì)其靈活性和開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)儀表進(jìn)行檢查，并對(duì)緊固螺栓進(jìn)行緊固[3]。繼電器的保護(hù)裝置也必須定期地對(duì)設(shè)備的工作進(jìn)行評(píng)估，并將其按照不同的情況進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)對(duì)故障和缺陷的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)處理，及時(shí)更換有缺陷的設(shè)備。

3.2 繼電器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展

隨著科技水平的不斷提高，繼電器技術(shù)必將走向?qū)嵱谩Ｏ挛膶?duì)下列幾個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3.1.1 智能化發(fā)展。繼電器技術(shù)的應(yīng)用向智能化方向發(fā)展。現(xiàn)在，遺傳算法的人工智能以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其他各領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在相關(guān)研究領(lǐng)域中，保護(hù)繼電器的電氣系統(tǒng)也面向人工智能﹑人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。在信息分布儲(chǔ)存方面，ANN與自組裝有很大的區(qū)別。中繼技術(shù)在研制過(guò)程中融合了人工智能的核心技術(shù)，能夠極大地提升系統(tǒng)的信息處理與自動(dòng)化水平。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)信息化發(fā)展。繼電器技術(shù)是一種新型的通信方式，網(wǎng)絡(luò)資訊科技與資料通信工具均為主要的科技手段。同時(shí)，新科技對(duì)于人們的生產(chǎn)﹑社會(huì)生活也有很大的影響。對(duì)目前的通信與電力系統(tǒng)操作，安全與穩(wěn)定的需求得到了進(jìn)一步的改善。這樣，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，就可以確保繼電器裝置可以及時(shí)地進(jìn)行信息的傳遞。對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極的作用。

3.1.3 一體化發(fā)展。繼電器技術(shù)朝著一體化方向發(fā)展，隨著保護(hù)繼電器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，保護(hù)裝置具有多功能﹑高性能的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，將繼電器技術(shù)應(yīng)用于保護(hù)與控制﹑數(shù)據(jù)通信和集成開(kāi)發(fā)，可有效解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中的故障。繼電器在實(shí)際應(yīng)用中，得到的所有信息和數(shù)據(jù)，都是在網(wǎng)絡(luò)控制中心將繼電器的保護(hù)功能充分發(fā)揮出來(lái)，并做出相應(yīng)的功能故障測(cè)量和控制。

3.1.4 集成化發(fā)展。電力系統(tǒng)保護(hù)中繼電器技術(shù)應(yīng)用未來(lái)向著集成化方向發(fā)展，它是一種更加成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的功能也會(huì)變得更多，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)等故障信息進(jìn)行提示，并對(duì)每個(gè)分流和運(yùn)行狀況等進(jìn)行分析。向智能終端傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用程序，內(nèi)置保護(hù)系統(tǒng)能夠起到保護(hù)作用，協(xié)助值班人員在設(shè)備正常工作時(shí)監(jiān)視和查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)，協(xié)助對(duì)電路故障進(jìn)行保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在目前階段，電網(wǎng)的安全﹑穩(wěn)定﹑可靠運(yùn)行最為重要。因此，在電力系統(tǒng)中引入繼電器技術(shù)，應(yīng)充分利用繼電器技術(shù)的各種作用，以確保電力系統(tǒng)的安全﹑穩(wěn)定。伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，將其與多種新技術(shù)融合，向著網(wǎng)絡(luò)信息化﹑人工智能等方向發(fā)展，這對(duì)我國(guó)的電力工業(yè)將有很大的推動(dòng)作用。