水電廠繼電保護技術(shù)發(fā)展研究

摘 要：水電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，它擔負著調(diào)峰、調(diào)頻的重要任務(wù)，決定著電力系統(tǒng)是否能夠安全運行。本文通過闡述水電廠繼電保護的作用和發(fā)展歷程，對今后水電廠繼電保護技術(shù)的發(fā)展進行設(shè)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(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水電廠 繼電保護 技術(shù)發(fā)展 研究方向

中圖分類號：TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0114-01

水電廠的工作流程是這樣的，首先從水庫或者河流的高處引水，利用水的壓力將勢能和動能轉(zhuǎn)換為機械能，接著水輪機帶動發(fā)電機使其轉(zhuǎn)動，從而將機械能轉(zhuǎn)換為電能。水電廠是電力系統(tǒng)中的重要一環(huán)，影響著電力系統(tǒng)的安全運行。社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得我們對電力系統(tǒng)的可靠性提出了新的要求，要求供電可靠性提高、持續(xù)供電時間更長。研究水電廠繼電保護技術(shù)的發(fā)展對水電廠的發(fā)展具有重大意義，也為電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)運行提供保障。

1 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(zhí)行部分組成[1]。在現(xiàn)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(xiàn)場數(shù)據(jù)。例如在進行隔離、電平轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)。測量部分輸出的各種信息，按照一定的邏輯關(guān)系進行重組和運算后得出執(zhí)行動作，再由輸出部分負責執(zhí)行，最終完成任務(wù)。

繼電保護在水電廠發(fā)揮著重要作用，當元件發(fā)生故障時，繼電保護系統(tǒng)能夠迅速、自動、有選擇性的把故障元件與電力系統(tǒng)隔離，保證正常部分快速地恢復(fù)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(xiàn)異常，繼電保護系統(tǒng)能夠根據(jù)運行維護的要求快速地動作，發(fā)出信號、減小負荷、跳閘動作等指令。有些事故是不需要迅速動作的，水電廠要根據(jù)元件的危害程度設(shè)置相應(yīng)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(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)視水電廠的電流、電壓是否在規(guī)定范圍，從而保障水電廠的正常、安全運行。

2 水電廠繼電保護發(fā)展歷程

由于我國對電力系統(tǒng)的更高要求，水電廠的繼電保護也隨之不斷發(fā)展。計算機技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)的進步也為繼電保護技術(shù)的發(fā)展提供了堅實基礎(chǔ)，因此繼電保護技術(shù)發(fā)展紀錄不斷刷新，不停地創(chuàng)造科學奇跡。建國之后，我國創(chuàng)建了繼電保護技術(shù)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(shù)，為我國的繼電保護技術(shù)研究打下基礎(chǔ)。在60年代我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學的完整體系[2]，繼電保護技術(shù)進入繁盛時期，我國也具有了較成熟的繼電保護技術(shù)。60年代到80年代出現(xiàn)了晶體管高頻閉鎖距離保護技術(shù)，我國結(jié)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(jīng)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的時代。70年代末我國著手進行計算機繼電保護技術(shù)的開發(fā)，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(jīng)進入應(yīng)用微機的繼電保護時代。

3 水電廠繼電保護發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)信息化

現(xiàn)在對水電廠的安全運行要求越來越高，促使繼電保護技術(shù)的不斷更新。只是找出故障點和縮小故障范圍已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，還應(yīng)在加強系統(tǒng)安全運行方面進行思考。現(xiàn)今，計算機網(wǎng)絡(luò)成為主流的通信工具，保護系統(tǒng)的觀念已經(jīng)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(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作[3]，從而保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。同時，網(wǎng)絡(luò)信息化能夠使故障性質(zhì)、位置、測距迅速且準確的表現(xiàn)出來，減少判斷故障的時間，從而迅速解決故障。

3.2 計算機化

計算機硬件的發(fā)展帶動了微機保護硬件的進步，在經(jīng)過漫長的研究后，我國出現(xiàn)了寄存器、數(shù)據(jù)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(wù)轉(zhuǎn)換功能。計算機的快速發(fā)展使電力系統(tǒng)的發(fā)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(tǒng)除了要完成繼電保護工作，還應(yīng)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。

3.3 智能化

現(xiàn)在人工智能技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃和模糊邏輯在水電廠中使用普遍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用非線性映射的方法來解決問題，當出現(xiàn)不能列出方程式和復(fù)雜的非線性問題時，我們應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠輕松解決。現(xiàn)今，水電廠的繼電保護技術(shù)中人工智能化已經(jīng)成為主要的研究趨勢，繼電保護系統(tǒng)中包含專家系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等智能化系統(tǒng)，結(jié)合人工智能技術(shù)可以對繼電保護系統(tǒng)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(jié)果更加的快速、準確，人工智能化是未來繼電保護技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一。

3.4 保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化

在水電廠能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的裝置，其實就是一臺多功能、性能高的計算機，網(wǎng)絡(luò)使它能夠獲取水電廠的各種運行、故障信息，也能夠?qū)⑷魏卧男畔魉偷矫恳粋€服務(wù)終端。現(xiàn)在的微機保護已經(jīng)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(shù)據(jù)，實現(xiàn)了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。在社會主義市場經(jīng)濟的推動下，科學技術(shù)也在不斷發(fā)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(fā)展趨勢下，繼電保護技術(shù)的研究會越來越深入，電力系統(tǒng)的運行會越來越安全、穩(wěn)定，保護技術(shù)研究的發(fā)展空間也會越來越廣泛。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，要求水電廠的工作效率有所提高，繼電保護技術(shù)的研究也會面臨新的困難。為了適應(yīng)經(jīng)濟的高速發(fā)展，繼電保護技術(shù)要像以上所述方向快速發(fā)展，從而為安全、優(yōu)質(zhì)供電提供保障。

參考文獻

[1]王純德.水電廠繼電保護技術(shù)發(fā)展研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，1（1）：81-82.

[2]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國電力，1999，32（10）：38-39.

[3]李炳要.談?wù)勲娏ο到y(tǒng)繼電保護技術(shù)發(fā)展新趨勢[J].民營科技，2009，4（7）：7-8.