電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展分析

王怡

【摘 要】 繼電保護(hù)是研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要使用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害。本文立足于電力系統(tǒng)的故障和安全運(yùn)行，首先介紹了繼電保護(hù)的管理措施，然后介紹了繼電保護(hù)的裝置和新技術(shù)，以供國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員參考。

【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng) 管理措施 繼電保護(hù)裝置 新技術(shù)

1 引言

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分。對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，防止事故發(fā)生和擴(kuò)大起到關(guān)鍵性的決定作用。由于電力系統(tǒng)的特殊性，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。一旦發(fā)生局部電網(wǎng)和設(shè)備事故，而得不到有效控制，就會(huì)造成對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定的破壞和大面積停電事故。現(xiàn)代化大電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的依賴(lài)性更強(qiáng)，對(duì)其動(dòng)作正確率的要求更高。因此加強(qiáng)繼電保護(hù)的管理、使用新的繼電保護(hù)裝置和引入新的技術(shù)對(duì)于保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要意義。

2 繼電保護(hù)管理措施

2.1 強(qiáng)化繼電保護(hù)運(yùn)行管理

為加強(qiáng)各變電站的繼電保護(hù)運(yùn)行管理，需多方位多角度強(qiáng)化繼電保護(hù)運(yùn)行管理，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。

一是制定繼電保護(hù)管理辦法、建立健全了繼電保護(hù)各種規(guī)程和制度、繼電保護(hù)反措方案；二是加強(qiáng)繼電保護(hù)定值的整定計(jì)算，為確保定值計(jì)算的準(zhǔn)確性，調(diào)控分中心嚴(yán)格收集相關(guān)基礎(chǔ)資料，繪制不同運(yùn)行方式電網(wǎng)阻抗圖，分別計(jì)算正常運(yùn)行方式和各種特殊運(yùn)行方式下保護(hù)定值，防止運(yùn)行方式改變而裝置定值不變?cè)斐裳b置誤動(dòng)現(xiàn)象；三是嚴(yán)格定值審批和現(xiàn)場(chǎng)裝置調(diào)整程序，調(diào)控分中心整定的定值單嚴(yán)格經(jīng)過(guò)OMS系統(tǒng)經(jīng)公司繼保專(zhuān)責(zé)審核、主管領(lǐng)導(dǎo)審批，由運(yùn)檢部執(zhí)行，同時(shí)繼保專(zhuān)責(zé)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置定值進(jìn)行嚴(yán)格核實(shí)，核實(shí)內(nèi)容包括CT比率和保護(hù)壓板的投退情況；四是嚴(yán)格把關(guān)電網(wǎng)改造升級(jí)新安裝或檢修后的繼保裝置的試驗(yàn)，做好日常維護(hù)工作，使繼電保護(hù)裝置處在良好健康狀態(tài)運(yùn)行，充分發(fā)揮繼電保護(hù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的重要作用。

2.2 強(qiáng)化繼電保護(hù)定值管理工作

需全面開(kāi)展安全大檢查和缺陷隱患整治工作，確保不發(fā)生“誤整定”事故，加強(qiáng)安全生產(chǎn)，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行繼電保護(hù)定值的管理工作，并按照責(zé)任制嚴(yán)格實(shí)施落實(shí)。

此外，還需深入查找繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)管理及設(shè)備存在的薄弱環(huán)節(jié)、管理漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn)，提高人員風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，對(duì)于重大隱患做到及時(shí)向單位主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，并以單位文件形式形成隱患排查總結(jié)，列出整改計(jì)劃，積極整改。做到工作計(jì)劃嚴(yán)肅且嚴(yán)密制定，工作準(zhǔn)備要到位，工作執(zhí)行過(guò)程中，監(jiān)督到位，調(diào)整好工作狀態(tài)，緊張有序工作，緊繃安全生產(chǎn)這根弦，進(jìn)一步得到提高安全生產(chǎn)意識(shí)，為完成全年繼電保護(hù)工作任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 繼電保護(hù)裝置與新技術(shù)

當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備，一般通稱(chēng)為繼電保護(hù)裝置。

繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。

電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變、測(cè)量阻抗發(fā)生變化。此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)，如瓦斯保護(hù)。

3.1 用智能眼鏡實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)“可視化”運(yùn)維

隨今年以來(lái)，為進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)維檢修水平，電力部門(mén)積極開(kāi)展新技術(shù)、新裝備應(yīng)用，引入穿戴式智能眼鏡工作模式，應(yīng)用變電站遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽技術(shù)和保護(hù)信息聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)遠(yuǎn)程“可視化”運(yùn)維。

通過(guò)智能眼鏡“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”功能，能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)人員辨識(shí)設(shè)備，并提供設(shè)備參數(shù)和狀態(tài)信息，同時(shí)以第一視角實(shí)時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)操作及巡檢過(guò)程進(jìn)行錄制和傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢，提升了運(yùn)維人員單兵作戰(zhàn)能力。當(dāng)遇到電網(wǎng)設(shè)備“疑難雜癥”時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員通過(guò)智能眼鏡錄制傳輸回遠(yuǎn)程運(yùn)維中心的情況，由內(nèi)部專(zhuān)家和外部廠商共同組成的虛擬專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行“會(huì)診”，為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員提供科學(xué)、周全的解決方案，并能實(shí)時(shí)推送保護(hù)圖紙和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)工序卡，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行消缺處理。

3.2 微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理的可靠性、高效性要求的不斷提高，新型的微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試裝置是在參照電力部頒發(fā)的《微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)裝置技術(shù)條件（討論稿）》的基礎(chǔ)上，充分使用現(xiàn)代先進(jìn)的微電子技術(shù)和器件實(shí)現(xiàn)的一種新型小型化微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀。它采用單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，亦可聯(lián)接筆記本電腦運(yùn)行的先進(jìn)結(jié)構(gòu)。主機(jī)內(nèi)置新一代高速數(shù)字信號(hào)處理器微機(jī)、真16位DAC模塊、新型模塊式高保真大功率功放，自帶大屏幕液晶顯示器以及靈活方便的旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)控制器。單機(jī)獨(dú)立操作即已具有很強(qiáng)的功能，可進(jìn)行大多數(shù)試驗(yàn)，聯(lián)接電腦運(yùn)行則具有更強(qiáng)大的操作功能。體積小、精度高。既具有大型測(cè)試儀優(yōu)越的性能、先進(jìn)的功能，又具有小型測(cè)試儀小巧靈活、操作簡(jiǎn)便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，性能價(jià)格比高。是繼保工作者得心應(yīng)手的好工具。主要特點(diǎn)有：

（1）智能型主機(jī)，主機(jī)采用高速高性能數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)算速度快，傳輸頻帶寬，對(duì)基波可產(chǎn)生每周波360點(diǎn)的高密度擬合正弦波。這是目前同類(lèi)輸出方式中的最高水平。由于點(diǎn)數(shù)多，波形的保真度極高，失真極小，特別是在諧波輸出時(shí)，即使對(duì)6次諧波、300Hz也可以達(dá)到每周波60點(diǎn)的高密度。

（2）單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行裝置由方便靈活的旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)通過(guò)大屏幕液晶顯示屏進(jìn)行操作，全套中文顯示。可完成現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)試驗(yàn)檢定工作。

（3）在聯(lián)接電腦運(yùn)行通過(guò)windows平臺(tái)上的全套中文操作軟件，可進(jìn)行各種大型復(fù)雜及自動(dòng)化程度更高的校驗(yàn)工作，可方便地測(cè)試及掃描各種保護(hù)定值，可實(shí)時(shí)存貯測(cè)試數(shù)據(jù)，顯示矢量圖，繪制故障波形，聯(lián)機(jī)打印報(bào)表等。

4 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要一環(huán)，因而加強(qiáng)各變電站的繼電保護(hù)運(yùn)行管理，保證繼電保護(hù)裝置動(dòng)作具備選擇性、可靠性、靈敏性和快速性，引入新裝置和新技術(shù)，對(duì)于提高繼電保護(hù)的能力，保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，具有重大意義。