淺析電力系統繼電保護的自動化發展

謝福壽

（湛江中匯電力咨詢有限公司，廣東 湛江 524005）

1 電力系統繼電技術的現狀

隨著我國電力系統的不斷完善，我國繼電保護技術也進入了微機保護的時代。計算機技術、電子技術等現代化技術的飛速發展為繼電保護技術注入了新的活力，因而在電力系統的幾點繼續方面要求不斷提高。從上世紀70年代，我國便開始了對繼電保護技術的研究和發展，各個高校也相繼開始了對不同原理和不同型式的微機繼電保護裝置的研究。最先通過鑒定并在系統中獲得應用的是在1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置，保護裝置的應用為我國繼電保護發展揭開了新的篇章。

隨著現代化科學技術的廣泛應用和科技的的創新，使得電力系統繼電保護技術不斷強化。繼電保護技術的不斷強大，為電力系統的維護和發展發揮著巨大的作用。

2 繼電保護自動化的性能要求

繼電保護裝置的工作職能和工作方式決定了自動化裝置必須遵循可靠、靈敏、快速、及有選擇性的特性。當電力系統和設備發生故障時，要求繼電保護裝置能最大限度的降低故障對設備的損壞程度；同時繼電裝置好要根據電氣系統在非正常工作運行維護中采取發出的不同的信號，自動將運行設備進行調整或切除容易引起事故的電氣設備，及時對系統進行提醒、規范和預防在操作中故障的出現，使其設備處在正常的工作狀態下運行。

2.1 可靠性

當電力系統在正常的運行狀態下，保護裝置實施對裝置進行監督，在發生故障的情況下采取正確的防護措施。必須嚴格要求繼電保護裝置的可靠性，才能發揮繼電保護裝置的保護功能。因此可見，繼電保護裝置的可靠性是衡量電氣系統能否正常運行的最基本的標準，在任何電力設備在無繼電保護的狀態下都不能運行。

2.2 靈敏性

靈敏性是整個電力系統安全運行的保障，只有在運行中減輕設備的故障率和受損程度，才能將受損范圍縮小到最低值，從而提高繼電保護系統的穩定性與靈敏度。靈敏系數的標定通常體現在設備在保護范圍內不正常運行狀態繼電保護裝置的應變能力，通過靈敏度的保護從而提高設備自動投入的效果，是生產過程中的設備和經濟損失比降到最低。

2.3 快速性

快速性是指在設備發生故障后的修復能力，在設備運行中發生故障后能及時對故障進行修復，保持電力系統的繼電能高效穩定的運行。電力系統的機電保護系統在處理和防范系統故障方面要求迅速切斷短路故障線路，降低線路受損程度和系統中存在的其它危險系數。

2.4 選擇性

電力系統在運行過程中發生故障時，繼電保護裝置對故障進行分析和數據分析，對發生故障的設備和線路進行定位切除，保護電力系統的穩定供電和用電需求。在處理故障的過程中，保護裝置應根據故障點最近的斷路器進行線路切除，只有被故障設備和線路本身的保護拒絕時，才允許由臨近的線路或故障設備進行故障切除。

3 繼電保護自動化的發展趨勢

計算機化，智能化，網絡化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展是電力系統繼電保護自動化未來發展的趨勢。

3.1 計算機化

隨著電力系統對繼電保護的要求不斷提高，除了基本的保護職能外，還需要對故障信息和數據的整理和存儲。強大的通訊能力和快速的數據信息存儲以及保護裝置與其他控制裝置和調度設備的信息需要數據信息和網絡資源聯網，這就要求繼電保護裝置不僅僅是保護還要具備計算機的功能。繼電保護裝置的計算機化和微機化是電力系統發展的總趨勢，在滿足電力系統要求的前提下，企業應該在考慮經濟效益與社會效益的同時，思考如何提高繼電保護裝置的計算機化和微機化，從而提高繼電保護的可靠性。

3.2 智能化

人工智能技術與繼電保護相結合，在一定程度上能加快電力系統的計算速度。人工智能網絡的神經網絡是運用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復雜的非線性問題上利用神經網絡的方法，解開這些線性問題十分簡單。其中如遺法算法、模糊邏輯和進程規劃等在求解復雜問題的能力上也都有其獨特的方法，因此人工智能技術在電力系統繼電保護的自動化技術上發揮著重要作用，為繼電保護技術中一些常規方法難以解決問題提出了確實可行的辦法。

3.3 網絡化

計算機網絡為各個工業領域提供了強大的通信手段，影響著各個工業領域的發展。繼電保護的作用指是切除和預防故障，縮小故障帶來的損耗，幾點保護裝置在處理故障信息時，受到的故障信息數據越多，對故障的性質、位置及和故障位置的距離才能判斷的更準確，這是相對于一般非系統保護下，實施保護裝置的計算機聯網的最大好處。在實現了計算機聯網化后，繼電保護能根據系統的運行方式和故障數據的數據分析，自動生成保護原理和規律，從而實現保護裝置的自適聯網設備，提高保護的可靠性與準確性。微機保護網絡化在未來的發展趨勢上可以大大提高保護設置的性能與可靠度，實現這種微機保護的條件就是將全系統的各個設備的保護裝置用PC機進行網絡連接，從而實現各個主要設備間的數據共享和分析比較，用這種保護網絡化對電力系統的幾點保護進行自動化管理和監督。

3.4 保護、控制、測量和數據通信一體化

將保護、控制、測量和數據通信一體化的計算機裝置就地安裝在保護設備的旁邊，將保護設備中所有的數據進行整理和分析，通過計算機網絡傳送到電腦主控室，從而實現對系統的保護和對運行中出現的故障進行數據分析和控制。實現了繼電保護裝置的網絡化、計算機化和智能化，繼電保護裝置就相當于是一套多功能的、高性能的PC機，是整個系統運行的智能終端控制和監督平臺，因此，每一個保護裝置都可以直接從網上獲取系統運行中的故障和信息數據，并且將這些數據和信息從送到網絡監控中心和其它保護裝置系統中去。

結語

繼電保護裝置作為電力系統安全運行的關鍵，隨著電力系統的安全威脅問題的利益突出，以及繼電保護問題的內涵的不斷擴展，繼電保護自動化與智能化的必要性越來越明顯。

繼電系統自動化發展的實現在保護裝置性能的同時，也大大提高了裝置的可行性，降低故障對保護裝置的損壞度。在社會日益進步的今天，我們要充分的利用計算機和網絡技術對幾點保護裝置的自動化發展進行改革和創新，通過對故障數據的分析和實際工作中的實踐，利用計算機和網絡中強大的數據分析能力、運行能力和匹配能力來推進電力系統的自動化的建設與發展，提升電力系統保護裝置的質量和對故障處理能力的準確性能。

[1]吳科成.分層式電網區域保護系統的原理和實現[D].武漢：華中科技大學，2007.

[2]馬慶華.電力系統繼電保護的自動化研究[J].電子科技，2011.