探討電力系統(tǒng)繼電保護技術的現(xiàn)狀與發(fā)展

高強 白緒超

摘 要：在市場需求的刺激下，近年來我國電力系統(tǒng)技電保護技術得到了迅速發(fā)展，提高了國民生產(chǎn)、生活水平，但是在發(fā)展的過程中也面臨一定的挑戰(zhàn)。文章對當前的電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用現(xiàn)狀進行分析，探析其發(fā)展趨勢，為電力行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：電力系統(tǒng)繼電保護技術；應用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）24-0121-02

在電力系統(tǒng)的運行過程中，難免會出現(xiàn)故障，由于各個區(qū)域之間的電網(wǎng)是相互聯(lián)系的，因此在出現(xiàn)故障是通常會擴大故障帶來的損失。而繼電保護就是一種以保護電網(wǎng)安全、減少損失的保護技術，是電網(wǎng)安全運行的重要保障。該技術不僅能夠監(jiān)控正常電力系統(tǒng)的運行狀況，還能在電力系統(tǒng)異常時做出及時的反應，保障電網(wǎng)的順利運行[1]。

1 電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用現(xiàn)狀

1.1 應用前景廣闊

電力已成為人們賴以生存的主要能源，人們的生產(chǎn)、生活都離不開電能。在加上我國的人口眾多，因此電力的應用前景尤為廣泛，而電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用市場也隨著被開拓出來。近年來人們對于生產(chǎn)、生活的安全性關注程度日益增長，對于以保護電網(wǎng)安全運行為目的的繼電保護技術的研究熱情也日益提高，由此促進了繼電保護技術的發(fā)展。

1.2 起步相對較晚，但是發(fā)展迅速

當前，我國電力繼電保護技術得到了一定的發(fā)展，但是與國外相比，仍存在一定的差距。19世紀末期繼電保護裝置被應用于電網(wǎng)系統(tǒng)中，但是直到20世紀70年代繼電保護技術才被引入我國。此后，由于我國對繼電保護技術的重視，再加上我國廣闊的市場，我國繼電保護技術從最開始的晶體管繼電保護、集成繼電保護發(fā)展直至如今的微機繼電保護技術，在人們的生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要的作用。

1.3 功能較多，但是較為分散

隨著人們對繼電保護技術的可靠性、靈敏性、安全性標準的不斷提高，繼電保護裝置的不斷創(chuàng)新，功能也在不斷增加。繼電保護裝置從最初的由調(diào)壓器與移相器組合而成的體積笨重、靈敏度低的裝置發(fā)展成為當前的小巧、高敏感度的微機繼電保護測試儀，不僅從外形上發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，在性能方面也發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

而功能方面也從原來的線路保護，逐漸增加了電容器保護、母聯(lián)保護、主變保護、電網(wǎng)監(jiān)控等功能[2]。微機繼電保護在基礎的設計理念上，如圖1所示，可根據(jù)實際的應用需求對繼電保護的功能進行優(yōu)化創(chuàng)新。微機繼電保護的應用較大幅度的提高了當前對電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控、保護能力。但是為滿足市場對電力的應用需求，還應不斷提高繼電保護的可靠性、靈敏度、安全性。

2 電力系統(tǒng)繼電保護技術的發(fā)展趨勢

2.1 網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢

步入信息化網(wǎng)絡時代，當前的繼電保護技術在應用、發(fā)展的過程中借助網(wǎng)絡技術得到了較大的提高。當前市場上的繼電保護裝置大多停留在反應安裝處的電氣量的階段，該繼電保護裝置通常采用切除切除故障元件的方式減少故障帶來的損失，但是缺乏對電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控能力[3]。

因此，今后的繼電保護技術應以網(wǎng)絡化為發(fā)展方面，提高自身對電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控能力。為實現(xiàn)繼電保護技術的網(wǎng)絡化，可將主要的繼電保護裝置連接計算機網(wǎng)絡進行聯(lián)網(wǎng)工作，實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的實施監(jiān)控。將網(wǎng)絡技術與電力系統(tǒng)向結合，可將電網(wǎng)系統(tǒng)的運行信息及時的傳送至網(wǎng)絡平臺，利用計算機軟件對運行運行進行分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)影響電力系統(tǒng)運行安全的潛在危險。

此外，在發(fā)生故障時借助計算機網(wǎng)絡的靈敏反應能夠及時作出反應，將故障縮小至最小。1993年天津大學就應用網(wǎng)絡技術設計了一種區(qū)別于集中式母線保護原理的分布式母線保護原理并成功研制網(wǎng)絡化保護裝置，提高了繼電保護裝置的可靠性、安全性。

2.2 智能化發(fā)展趨勢

智能化技術被應用于當期各個行業(yè)，在減少人們工作量的也提高了工作的效率與質(zhì)量。智能化在電力系統(tǒng)中的應用能夠有效提高繼電保護的靈敏度、科學性，符合當前乃至今后電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡在電力系統(tǒng)中的應用，推動了繼電保護技術逐漸向智能化發(fā)展的道路。電力系統(tǒng)的故障具有復雜性，因此距離保護存在著因判斷失誤帶來誤動、拒動的安全隱患，如在輸電線系統(tǒng)電勢角度擺開、過渡電阻短路的情況，判斷故障的正確位置對于距離保護而言存在較大難度[4]。但是在該情況下，借助神經(jīng)網(wǎng)絡可有效規(guī)避上述不利干擾。神經(jīng)網(wǎng)絡可利用遺傳、進化算法對樣本進行集中分析，同時可將各種可能性列入考慮范圍之內(nèi)，可保障判斷的準確性。此外，人工智能化對人工操作的依賴性較小，因此可有效提高保護裝置對故障的反應速度。繼電保護智能化設計，如圖2所示。

2.3 一體化發(fā)展趨勢

當前的繼電保護裝置逐漸向網(wǎng)絡化發(fā)展，為提高繼電保護裝置的運行質(zhì)量，應實現(xiàn)繼電裝置測量、數(shù)據(jù)通信、保護及控制功能的一體化。當前的繼電保護裝置功能好多，但是較為分散，很難集中到一個繼電保護裝置中，因而降低了繼電保護裝置的應用價值。因此，當前的繼電保護裝置應逐漸向功能一體化發(fā)展。為滿足繼電保護裝置測量、控制、保護一體化的需要，可用控制電纜將變壓器、線路等設備的二次電壓、電流引至主控室，實現(xiàn)主控室對電壓、電流等電網(wǎng)系統(tǒng)中運行要素的動態(tài)監(jiān)控。但是采用該設計方法，通常需要使用大量的電纜且操作復雜，因此需要控制電纜投入及優(yōu)化二次回路設計，如圖3所示。

隨著對該設計原理的不斷創(chuàng)新，有人提出將集數(shù)據(jù)測量、通信、控制、保護功能于一體的微機繼電保護裝置安裝在被保護設備的旁邊，在計算機技術的基礎上可將被保護設備電流、電壓轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字信息，再利用網(wǎng)絡將信息轉(zhuǎn)為電流、電壓傳送至主控室，從而降低電纜投入，優(yōu)化二次回路設計。此外，介質(zhì)傳輸可利用光纖，避免電磁干擾，從而提高繼電保護的穩(wěn)定性、安全性。基于上述設計原理，光電壓、光電流互感器被研發(fā)出來并投入使用，促進了當前繼電保護技術的發(fā)展。當前的電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護技術逐漸向網(wǎng)絡化、智能化、一體化發(fā)展，極大保障了電網(wǎng)系統(tǒng)的完全運行。

3 結 語

繼電保護技術的網(wǎng)絡化、智能化、一體化的發(fā)展趨勢，給當前的電力行業(yè)、企業(yè)的發(fā)展指明了一條發(fā)展的道路。在繼電保護技術的應用中挑戰(zhàn)與發(fā)展共存，因此要求電力企業(yè)認清當前繼電保護技術的應用現(xiàn)狀的同時把握發(fā)展的規(guī)律，提高自身的市場競爭力，同時也促進電力行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻：

[1] 黃偉.淺析電力系統(tǒng)繼電保護技術[J].大科技，2014（13）：96-97.

[2] 張愷，馬延青.電力系統(tǒng)繼電保護技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].魅力中國，2014

（14）：134.

[3] 孫瑩.電力系統(tǒng)繼電保護技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展研究[J].山東工業(yè)技術，

2014（09）：17.

[4] 姜凡.電力系統(tǒng)繼電保護技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014

（06）：1133.