智能電網環境下的繼電保護

姜子明

摘 要：繼電保護是確保電網系統可靠運行的重要手段，隨著電網系統建設規模的不斷擴大，我國的電網開始向智能方向發展。因此，智能電網環境下的繼電保護就顯得格外重要。在電網智能化的發展過程中，怎樣才能發揮出繼電保護應有的作用，以維持電力系統的正常運轉，成為值得深思的問題。該文對智能電網環境下繼電保護的主要內容進行分析，并總結出該環境給繼電保護帶來的發展，希望繼電保護能為智能電網的發展做出更多的貢獻。

關鍵詞：智能電網 繼電保護 數字化

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0022-02

科技的進步使電網朝著智能化的方向發展，作為維持電力系統穩定運行的保護裝置，繼電保護受到了嚴峻的考驗。智能電網在提高用電質量的同時，對繼電保護提出了更高的要求，而繼電保護能否滿足這些要求，取決于其是否能與智能電網同步發展。

1 研究智能電網環境下繼電保護的意義

經濟的飛速發展帶動了各行各業的發展，而各行業的發展離不開電力的支撐，因此，電力行業在社會的發展中扮演著越來越重要的角色。隨著社會用電需求的增加，電力系統會出現供不應求的情況，其需要不斷的進步才能滿足各行各業的用電需求。在電力系統建設規模不斷擴大的過程中，為保證供電質量和供電量，就需要將電網朝著智能化的方向建設，并做好對電網的維護工作。而在電力系統的維護過程中，繼電保護是不可或缺的。繼電保護的作用是在電力系統發生故障時，斷開故障設備，并通過警報的形式將故障設備反映給相關部門。維修部門在接收到故障信號時，則能及時排除故障，以保證電力系統的正常運行。由此可見，繼電保護是一種智能化的裝置，它能夠對電力系統起到重要的保護作用，在保證用戶用電質量的同時還能減少電力企業的經濟損失。所以，智能電網的建設與繼電保護的發展是密不可分的，兩者都需要受到同樣的重視。

2 智能電網環境下繼電保護的對象

2.1 單元件保護

單元件保護是智能電網環境下繼電保護的重要內容，其主要包括以下方面：第一，對發電機的保護。重點應放在其內部短路上，其中以匝間短路保護最為重要。因此，在設計相應的保護方案時，應注意相關計算的準確性，并保證其靈敏度校驗是科學合理的。而后備保護中涉及到的一系列保護，則應該結合實際機組的承受能力來判斷。定子、轉子可能存在一點接地的情況，在對其進行保護的過程中，則需要確保其可靠性。第二，對變壓器的保護。由于勵磁涌流具有多樣化的特點，使得其出現的問題無法得到有效解決，因此勵磁涌流是變壓器保護中的重點關注對象。而變壓器內部出現故障的原因有很多，對其進行保護需要根據其常見故障來設置，所以對這兩方面的研究從未停止過。第三，對交流線路的保護。高阻接地會對距離保護造成不同程度的影響，如果在系統振蕩中再次出現短路的情況，那么距離保護就無法及時作出反應，因而不能躲過負荷的干擾。第四，對直流線路的保護。由于線路發生故障，會產生不確定的行波信號，從而影響行波保護的功能，因此需要對直流線路進行保護。

2.2 廣域保護

智能電網的規模在不斷擴大，其建設技術也在不斷發展，因此繼電保護系統中的廣域保護變得越來越重要。廣域保護是建立在現代化的信息技術之上的，由于信息通信技術具有高效、及時的特點，所以其能夠處理多種復雜的信息，從而對繼電保護的配置進行優化，使其功能變得更加強大。在繼電保護能力得到提升的同時，其運行速度變得更快，運行能力變得更強。現階段，廣域保護的后備系統主要有以下幾種形式：第一，廣域集中式；第二，IED分布式；第三，站域集中與區域分布配合使用的形式。在這3種形式中，廣域集中式將各種處于保護狀態的電器設備作為其基本保護單元，通過直接方法，能夠將電網內的所有信息進行處理，并根據處理結果對其進行整合，從而對電網中的故障做出準確的判斷。而IED分布式則是將IED元件布置在需要保護的設備中，通過IED元件來搜集需要的信息，從而發揮出繼電保護的作用。

3 智能電網環境下繼電保護的發展趨勢

3.1 數字化

在智能電網環境下，繼電保護無論是測量手段，還是信息傳輸，都表現出了非常明顯的數字化趨勢。一般情況下，測量手段的數字化可以通過數字接口來實現，也能通過電子互感器來實現。而信息傳輸的數字化則是通過光纖網絡來實現的，這是因為光纖網絡能夠傳輸數字信息。通常由于電子互感器的體積十分小，而且其具有超好的絕緣能力，所以在測量電網運行情況時，可以采用光電轉換器來進行。而在光電轉換器的作用下，電網信號的傳輸頻帶能夠被擴寬，其暫態性能也會有所增強，從而使互感器在測量過程中不會出現誤差。由此可見，數字化傳感器不斷推廣，能在未來的繼電保護中得到廣泛的應用，而目前繼電保護裝置中的一些輔助功能則不再需要，繼電保護的作用會變得更加明顯，其能夠跟上智能電網發展的需要。

3.2 網絡化

當前，數字化變電站已經遍布全國各地，因此，在智能電網環境下，繼電保護開始呈現出網絡化特點，而其主要表現在以下兩方面：第一，實現信息共享，這是通過變電站的網絡化來實現的。由于變電站中存在各類機械設備，且這些設備相互之間是連通的。一般在變電站實現網絡化的同時，各設備之間的關聯性會變得更強，從而使繼電保護的范圍變得更加廣泛。第二，有效加快信息傳遞的速度，且傳輸的準確性能得到進一步的提高。在網絡體系的支撐下，相關人員能借助數字接口，及時、準確地將繼電保護信息傳輸出去，從而實現對智能電網的全面監控。所以，智能環境下，電網的運行效率會得到提升，且其運行的準確性也能得到可靠保障。

3.3 整定自動化

在智能電網出現前，繼電保護以保護線路為主，其保護范圍具有局限性，所以其保護定值有時會不準確，從而影響了繼電保護的功能發揮。在智能電網環境下，繼電保護需要擴大其保護的范圍，要將電力系統中的所有電力設備囊括進來，還需包含電力系統中的所有線路，從而實現對整個電力系統的全面保護。因此，繼電保護未來的發展趨勢應朝著這方面努力。而要實現這一功能，就需要將電網中每個部分的信息整合起來，提高繼電保護的實時性和準確性，從而將其推向自動化。此外，輸電靈活化、廣域化等多種特性，都是智能電網環境下繼電保護的重要發展趨勢。根據實踐情況可知，輸電靈活化的最終目的是提高電能輸送的效率，而廣域化則是通過采集更多的信息來完成繼電保護的工作，對于促進智能電網穩定、安全運行有著極大作用。

4 結語

綜上所述，隨著智能電網的建設與發展，我國的電力系統各方面都發生了巨大的變化。智能電網的發展，要求有智能化的繼電保護與之相匹配，否則就會影響電力系統電能輸送的效率。而在智能電網環境下，繼電保護的主要內容包括單元件保護和廣域保護，其在數字化、網絡化、整定自動化等方面表現出良好的發展趨勢。隨著智能電網的不斷建設，繼電保護的應用前景非常樂觀，相信其一定能夠得到很好的發展。

參考文獻

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