電力系統中繼電保護自動化技術與應用

廣東電網有限責任公司茂名供電局 陳 文

電力系統中繼電保護自動化技術與應用

廣東電網有限責任公司茂名供電局 陳 文

隨著我國經濟社會的快速發展,對于電力系統的穩定性要求越來越高,而且電力系統直接影響著我國的經濟社會穩定。在當前的電力系統保護裝置中,繼電保護處于十分重要的位置,而且繼電保護裝置的穩定性和可靠性直接決定著電力系統的可靠性,因此關于電力系統繼電保護自動化的研究具有十分重要的現實意義。本文主要針對新時期背景下的電力系統繼電保護自動化技術及其應用進行研究,對技術實現原理進行分析,并且在此基礎上結合新時期的具體要求提出進一步改善電力系統自動化保護技術應用的策略。

電力系統;自動化;繼電保護;應用

1.引言

隨著當前我國經濟社會的快速發展,對于電力系統的可靠性也提出了新的更高的要求,更加追求電力系統的穩定性和可靠性。在電力系統的安全性保護裝置中,繼電保護裝置起到了十分關鍵的作用。同時,隨著我國自動化技術以及繼電保護技術的快速發展,應用于電力系統的繼電保護自動化技術已經較為成熟。在過去幾年時間內,基于自動化技術的繼電保護系統廣泛的應用于電力系統的安全防護中,對于保障電力系統的健康、穩定運行發揮了十分重要的作用。而且隨著我國智能電網建設步伐的加快以及繼電保護技術的更新換代,以往傳統的繼電保護設備已經無法滿足當前新的電力系統穩定性的需求。因此,關于新時期電力系統繼電保護裝置及其自動化技術的研究對于保證電力系統尤其是智能電網的安全具有重大意義。

2.繼電保護自動化及其原理分析

繼電保護裝置在當前的電力系統中得到了廣泛的應用,其主要應用場景是電力系統的輸變電系統,用于實現對高壓線路以及變壓器的保護。針對變電站而言,繼電保護裝置主要應用于以下幾個方面:其一,實現對線路的保護,其主要針對的是220KV及以上高壓電路,常用的策略為縱聯、距離以及零序等,而對于35KV以下的線路則選取簡單的電流保護策略;其二,母聯保護,通常采取的策略是過流以及充電保護策略;其三,通過加載電容器實現保護,即通過過流、過壓以及充電保護策略實現;其四,主變保護,通過采用非電量、過流保護、差動保護等策略實現。目前,無論是從自動化裝置發展的成熟程度以及具體的功能配置而言,繼電保護裝置都在電力系統中具有十分廣泛的應用,對于保證電力系統的安全發揮了十分重要的作用。

根據對目前電力系統繼電保護裝置的分析可以發現,其自動化裝置普遍具有較為人性化的設計,能夠實現文字顯示,并且具有數據打印功能,同時還會配置有網絡通信功能,能夠實現繼電保護裝置與外界的網絡通信,其具體的通信媒介可以選擇光纖、無線網絡等。同時,繼電保護裝置可以通過其通信端口與計算機實現連接,并且通過相關的配套軟件實現對繼電保護裝置的操作。與此同時嗎,目前的繼電保護裝置在電磁屏蔽方面也有了很大程度的改善,能夠有效的實現精確的繼電保護信號判斷,使得電力系統的保護能力大大提升。

根據我國電力系統的整體發展方案可以發現,我國的電力系統正在向著智能化方向發展,并且在智能設備的通信中也采用光線取代了傳統的通信電纜,使得電力系統通信變得更加快捷和通暢,這也為電力系統中實現更高水平的繼電保護自動化裝置提供了可能。目前,我國的變電站電纜改造工作量巨大,而且電纜的走向錯綜復雜,這也給電力系統的安全帶來了不穩定性因素,因此需要采用更加智能化的繼電保護設備實現對于電力系統的保護。采用高度智能化的設備的特點就需要對大量的電力系統數據進行處理,并且通過光線實現數據的傳輸。采用此種策略不僅可以大幅度降低電力系統的電纜采購費用,同時還可以降低電纜的鋪設工程量。

3.電力系統繼電保護自動化裝置的基本要求

在電力系統中應用的機電保護裝置,其自動化的實現即一旦電力系統發生安全故障,則會通過故障處理系統及時的將故障區域切斷,從而有效的保障整個電力系統的穩定性和可靠性。而且在電力系統的運行過程中,繼電保護裝置還可以實現對整個系統的運行狀態的檢測,即實現對系統內各種運行參數的有效跟進和檢測,保證工作人員能夠及時獲取電力系統的工作狀態。

為了有效的保證電力系統的正常運行,充分發揮繼電保護裝置在電力系統中的作用,繼電保護裝置的自動化裝置中需要做到以下幾點:其一,良好的選擇性,即需要實現對故障區域的準確定位和及其切斷,從而保證電力系統的穩定;其二,較高的靈敏度,繼電保護裝置都具有自身的使用范圍,即在有效范圍內繼電保護設備是有效的,而一旦超出保護范圍繼電保護設備就無法發揮有效作用;其三,較高的切斷速度,即一旦確定了故障的區域,繼電保護裝置能夠迅速做出響應,對故障區域進行切斷,以更好的將故障帶來的損失降到最低;其四,較高的可靠性,繼電保護設備自身的可靠性和穩定性是十分關鍵的,只有可靠性較高的繼電保護設備才能夠在最大程度上實現對電力系統的保護。

4.新時期繼電保護自動化面臨的挑戰及其對策

在當前形勢下,我國的電力系統向著數字化、智能化方向發展,因此電力系統繼電保護也將面臨著諸多新的挑戰。在新時期的電力系統繼電保護自動化發展過程中,其主要向著數字化以及更高層次的智能化方向發展,以更好的適應電力系統的發展,其中主要涉及到狀態信息的傳輸、處理以及測量等,逐步實現上述過程的數字化,進一步提升電力系統繼電保護系統的可靠性;其二,隨著相關的電力系統智能技術的發展,逐步建立起智能化的繼電保護裝置信息網絡平臺,進一步推動我國電力系統向著智能化和網絡化方向發展。與此同時,相關的繼電保護自動化技術也取得了較大的發展,因此可需要不斷促進繼電保護自動化技術朝著網絡化方向發展。隨著目前我國智能電網系統的快速發展和建設,給整個電力系統帶來了較大的壓力,這其中電網中的故障率和安全系數也會有所增加。因此,必須充分實現我國電力系統的高度智能化,不斷提升繼電保護的智能化和網絡化水平,從而實現對整個電力系統的有效保障。

結合當前新時期我國電力系統發展的方向以及繼電保護自動化技術的發展趨勢,目前繼電保護自動化技術在電力系統中應用主要面臨著以下幾個問題:其一,繼電保護裝置與電力系統時間同步問題。由于當前我國電力系統的復雜度大大增加,而在整個系統中時間同步問題是至關重要的,將會直接影響到故障位置的判斷以及切斷反應時間,因此實現整個電力系統內時間的同步是必須的。而且在目前廣泛應用的智能電網中,電子式互感器采用的是分布式,并且數據的采集是通過各個不同的單元進行合并得到,這樣就會使得在數據的傳輸過程中產生延時,從而對時鐘同步產生影響;其二,電力系統繼電保護的整定計算過程較為復雜,其中需要考慮的因素眾多,既包含了電力系統的線路接入方式,同時還涉及到系統的運行方式。

5.結束語

隨著我國電力系統的發展以及繼電保護自動化技術的發展,需要結合新時期智能電網發展的背景對電力系統中的繼電保護裝置不斷進行優化處理,以更好的適應我國電力系統發展的需要。

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[2]韓殿龍,程志武,周曉東。電力系統繼電保護技術的發展方向[J]。中國新技術新產品,2010,03.

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