電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)探究

蘭志峰

摘 要：社會(huì)生產(chǎn)生活效率的提高，對(duì)電力資源的需求量也在不斷增加，相應(yīng)的對(duì)電力系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)行要求更為嚴(yán)格，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上應(yīng)用專(zhuān)業(yè)技術(shù)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高其運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生。其中繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)建設(shè)中具有重要地位，對(duì)電力維護(hù)工作起到重要推動(dòng)作用，為充分發(fā)揮其所具有的功能優(yōu)勢(shì)，需要從應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，確定存在的缺陷和不足，有重點(diǎn)的采取措施進(jìn)行優(yōu)化，文章對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；系統(tǒng)運(yùn)行

為滿足實(shí)際應(yīng)用需求，我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)日益完善，逐漸有更多新型技術(shù)與設(shè)備被應(yīng)用其中，對(duì)提高電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率具有重要意義。為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性，除了要做好建設(shè)技術(shù)管理外，還需要重視后期維護(hù)工作，其中繼電保護(hù)作為一種保護(hù)手段，可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)建設(shè)日益完善，為更好的滿足實(shí)際生產(chǎn)生活需求，必須要積極引用各類(lèi)新型技術(shù)，來(lái)減少系統(tǒng)運(yùn)行故障。其中，繼電保護(hù)技術(shù)一直作為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性的核心技術(shù)，雖然起步較晚，但是短時(shí)間內(nèi)發(fā)展迅速，且現(xiàn)在已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了微型繼電。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)逐漸成熟，在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用具有不可取代的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展研究主要方向，其具有自我測(cè)試功能，以及邏輯強(qiáng)大處理能力，同時(shí)還具備記憶與數(shù)值計(jì)算能力，在實(shí)際應(yīng)用中選擇性、可靠性與靈敏度方面均具有更大的優(yōu)勢(shì)[1]。想要充分發(fā)揮出繼電保護(hù)具有的功能，必須要保證所選繼電保護(hù)裝置滿足速動(dòng)性、選擇性、靈敏性和可靠性四項(xiàng)基本要求。近年來(lái)相關(guān)技術(shù)在不斷更新，繼電保護(hù)裝置材料、元件以及結(jié)構(gòu)性形式等均有了很大程度的改革，繼電保護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可以發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用要求

2.1 繼電裝置保護(hù)任務(wù)

對(duì)電力系統(tǒng)安裝繼電保護(hù)裝置，通過(guò)有效反映電力系統(tǒng)內(nèi)電器元件故障與不正常狀態(tài)時(shí)的運(yùn)行信息，然后命令斷路器跳閘或者發(fā)現(xiàn)相應(yīng)信號(hào)，來(lái)切斷故障部位，將故障影響降到最低。對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)安裝的繼電保護(hù)裝置，即在系統(tǒng)被保護(hù)元件出現(xiàn)運(yùn)行故障后，其可以自動(dòng)、迅速并且有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行切除，使得費(fèi)故障部分可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，縮小故障影響范圍[2]。同時(shí)，如果電力系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備或者元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行工況時(shí)，繼電保護(hù)裝置在接收到運(yùn)行信息后，可以及時(shí)作出反應(yīng)，準(zhǔn)確發(fā)出信號(hào)或者直接報(bào)警，通知工作人員盡快采取措施，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 繼電保護(hù)技術(shù)要求

為充分發(fā)揮出繼電保護(hù)技術(shù)所具有的功能性優(yōu)點(diǎn)，需要選擇具有良好選擇性、可靠性、速動(dòng)性、靈敏性繼電保護(hù)裝置，根據(jù)不同使用條件，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)用，保證可以在發(fā)生運(yùn)行故障后及時(shí)處理。第一，選擇性。即系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備或元件出現(xiàn)運(yùn)行故障后，由與故障點(diǎn)距離最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障部位從系統(tǒng)內(nèi)切除，縮小故障影響范圍，避免出現(xiàn)大范圍停電事故，并保證非故障部分正常運(yùn)行。第二，可靠性。在設(shè)定保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障后，不得出現(xiàn)保護(hù)裝置拒動(dòng)情況，且在正常運(yùn)行或保護(hù)范圍外故障時(shí)，裝置不得出現(xiàn)誤動(dòng)。第三，速度性。電力系統(tǒng)內(nèi)某元件發(fā)生故障后，要求保護(hù)裝置可以最快時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，將故障元件從系統(tǒng)內(nèi)切除，縮短故障切除所需時(shí)間，以免短路電流對(duì)其他部分產(chǎn)生影響，而造成故障范圍增加[3]。及時(shí)切除故障部位，保證電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。第四，靈敏性。如果電力系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)非正常工況時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以具有靈敏的反應(yīng)能力，保證可以及時(shí)動(dòng)作。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使其被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，并且取得了良好的應(yīng)用效果，逐漸成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱。利用其特點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行深入研究和分析，可以為信息和數(shù)據(jù)通信提供更有效的保障。現(xiàn)在所用繼電保護(hù)裝置除了差動(dòng)保護(hù)與縱聯(lián)保護(hù)外，僅僅可以對(duì)安裝位置電氣量進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)措施也僅僅是對(duì)故障元件的有效切除，達(dá)到縮小故障影響范圍的目的。針對(duì)此應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)提供有效的數(shù)據(jù)通信手段，落實(shí)系統(tǒng)保護(hù)理念，對(duì)繼電保護(hù)作用進(jìn)行豐富化處理，除了可以對(duì)故障元件進(jìn)行切除外，還可以保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。即每個(gè)保護(hù)單元均可以對(duì)全系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息進(jìn)行共享，使得每個(gè)保護(hù)單元與合閘裝置對(duì)此類(lèi)信息進(jìn)行分析時(shí)，完成相應(yīng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作，維持全系統(tǒng)的有效運(yùn)行[4]。對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化研究，主要就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備進(jìn)行有效聯(lián)接，建立統(tǒng)一的信息共享網(wǎng)絡(luò)。另外，對(duì)非系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)裝置可以獲得更多系統(tǒng)故障信息，進(jìn)而可以準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)和故障位置，進(jìn)而采取有效措施進(jìn)行處理。

3.2 智能化

現(xiàn)在應(yīng)用的智能化技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法以及模糊邏輯等，已經(jīng)被有效的應(yīng)用到電力系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)領(lǐng)域中。對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行智能化研究，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，其作為一種非線性映射方法，可以有效處理難以列出方程式與求解難度高的復(fù)雜非線性問(wèn)題。如輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開(kāi)情況下，出現(xiàn)經(jīng)過(guò)渡電阻短路即為非線性問(wèn)題，距離保護(hù)難以做出準(zhǔn)確的判斷來(lái)確定故障位置，進(jìn)而會(huì)容易出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作誤動(dòng)或拒動(dòng)，出現(xiàn)大面積停電事故[5]。而通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以提前進(jìn)行大量故障樣本訓(xùn)練，樣本集中充分考慮了各種故障情況，在發(fā)生其中任何一種故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置均可以做出準(zhǔn)確判斷。

3.3 計(jì)算機(jī)化

對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)化分析，可以充分發(fā)揮出微機(jī)繼電保護(hù)具有的優(yōu)勢(shì)。電力系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜程度不斷提高，對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求也更為嚴(yán)格，除了要具有基本的保護(hù)功能外，還需要具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存放空間，能夠根據(jù)需求完成大量數(shù)據(jù)的高效處理。同時(shí)還要具有強(qiáng)大的通信能力，能夠與其他保護(hù)、控制裝置以及調(diào)度聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享等。微機(jī)保護(hù)技術(shù)充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)技術(shù)高速運(yùn)算與完備存貯記憶能力，再加上現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)更新，對(duì)提高微機(jī)保護(hù)的靈活性與可靠性具有更大的促進(jìn)作用。

3.4 一體化

面對(duì)我國(guó)用電環(huán)境逐漸復(fù)雜化的情況，以及為尋求用戶需求多樣化處理方法，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)做更深入的研究。繼電保護(hù)技術(shù)一體化，即基于計(jì)算機(jī)化與網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)與綜合自動(dòng)化的有效結(jié)合。通過(guò)一體化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，將繼電保護(hù)裝置作為一個(gè)智能終端，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行全系統(tǒng)資源的共享，完成全系統(tǒng)的有效保護(hù)。系統(tǒng)內(nèi)各微機(jī)保護(hù)裝置不僅可以完成基礎(chǔ)的繼電保護(hù)功能，同時(shí)還可以將變電過(guò)程中傳輸數(shù)據(jù)錄入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)、控制、測(cè)量以及數(shù)據(jù)通信一體化，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究，需要從實(shí)際需求出發(fā)，積極應(yīng)用各項(xiàng)新型技術(shù)，充分發(fā)揮出繼電保護(hù)功能，減少各類(lèi)故障對(duì)供電質(zhì)量的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]姜凡.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014，06：113.

[2]糜德凱.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，29：102.

[3]姚朝賢.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的探討[J].科技致富向?qū)В?012，35：204.

[4]張建英，羅彥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的探究[J].江西建材，

2015，03：247-248.

[5]張珂.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，22：44-45.