智能電力系統繼電保護工作要點分析

郭秀錦　張紅麗

摘要：隨著我國電力技術的快速發展，電力環境也發生著日益的改變。作為智能電力系統非常重要的防御手段，繼電保護技術可實現繼電保護技術的使用目的，及保證電網運行的穩定性、安全性。為此，本文主要對繼電保護的作用、特點及智能電力系統繼電保護工作要點進行了分析與探究。

關鍵詞：智能電力系統；繼電保護

智能電力系統中管理工作和技術工作是主要的兩個重要基礎，通過有效地管理電力系統各項工作得以規范而準確地進行，通過技術合理運行可以確保電力系統的穩定運行。繼電保護設備是智能電力系統的重要結構與功能部分，對于及時發現電力系統運行故障，準確進行繼電保護有著重要的功能，是預防電力系統重大事故和風險必不可少的結構與設備。應該從智能電力系統繼電保護的運行經驗出發，對存在與電力系統繼電保護系統的故障進行認真地解析，形成對電力系統繼電保護故障的深層次認知，把握電力系統繼電保護故障的因果關系，在運用好各種針對性技術和工藝的基礎上，實現電力系統繼電保護裝置的連續、穩定運行，促進智能電力系統功能和價值的全面而穩定地發揮。

一、繼電保護的作用

在電力系統運行過程中，一旦有部件發生故障，則繼電保護裝置則能夠自動、有選擇的對故障元件進行隔離，使其從整個電力系統中切除掉，確保沒有故障部分的安全、穩定運行。這不僅有效的避免了故障損害的繼續擴大，而且也有效的避免了停電范圍的增加。

而且在繼電裝置保護范圍內，對于出現運行異常的元件，繼電保護裝置能夠及時發出報警信號，能夠有效的減少跳閘動作指令，同時還能夠提醒運行人員及時對異常元件進行排查，避免電力系統故障的發生。

二、智能電力系統繼電保護工作要點分析

（1）可再生能源并網。可再生能源能源具有清潔、高效、可再生等優勢，進而開始大規模的被接入是智能電網中，其中以風電、光伏、新型儲能是最具代表性的幾種能源，應用較為廣泛，且前景較好。但是從現階段新能源的應用狀況來看，仍然在電能質量、電網運行等方面存在一定的問題，這主要是由于電源不同、并網技術不成熟等原因引起的。以風電為例，將其接入電網后可能會出現保護誤動或者電流保護II段拒動問題的出現，這主要是由于風電接入電網系統之后，會對電網的電流分布產生影響，主要表現為兩個現象：一是給接入點上游帶來分支電流；二是給接入點下游電流保護帶來助增電流，從而導致上述問題的發生。除此之外，如果風機接入點相鄰饋線存在故障，那么也有引起保護反向誤動問題的風險。而故障電流產生的規律以及特點與風機的工作狀態、接入類型以及控制策略等都有密切的聯系。電網的潮流分布和短路電流特征的復雜性也要求風電接入必須要有繼電保護裝置對其進行優化，從而使小短路電流產生較大的系統阻抗，增強電流互感器的額定電流，在這種情況下，就要選擇有較大變化的電流互感器來保障電網的安全運行。

（2）超高壓交直流混聯。我國電網網架結構仍需要進一步的完善，尤其是繼電保護技術，必須要具有更強的分流處理能力。究其原因主要有兩個方面：一方面，電網發生故障時，電網非周期分量會由于電壓等級的升高而變慢，暫態特性的復雜性也會增強，同時還會帶來巨大的諧波分量，在這種情況下就要求互感器要具有更強的性能和更好的濾波與直流分量處理能力，以保障電網安全運行。另一方面，高壓交直流混聯會引起一系列的電容電流問題、交直流互聯暫態特性與計算誤差問題以及同桿雙回線路的零序互感和跨線故障問題，這些都要求繼電保護設備必須要進行特殊處理。另外，電網暫態特性日益復雜，也使內部故障與勵磁涌流的區分更加復雜，加大了繼電保護內部使用諧波判據的難度。

（3）大量電子元件的應用。當前各種各樣的電子元件得到了迅速的開發，并逐漸被投入到市場中。再加上智能電網建設的逐步完善，可控串補、換流器、無功補償器以及潮流控制器等大量電力電子元件開始在智能電網中得到廣泛的應用。通過這些元件的應用，電能的質量得到了有效的提高和改善，同時也有效促進了控制策略靈活性的提高，從根本上改變了電網的運行特性。但是，從另一個角度來看，電力電子元件器件的開關頻率的提高會導致系統出現大量的諧波，除此之外，光伏并網以及直流輸電等也與繼電保護設備存在協調問題。在這種情況下，就要充分的考慮諧波對電子元件所帶來的影響，以確保智能電網的穩定運行。

（4）智能傳感技術。智能傳感技術的在電力系統中的應用，能夠提高信息采集效率，保證所采集信息的可靠與安全，從而發揮繼電保護的作用。對于傳感技術的變壓器保護，不僅需要將原有的變壓器進行變動，而且還需要在變壓器的一次側、二次側及其變壓器自身方面設置智能傳感器。

（5）電流互感器的安裝。在變電站中電流互感器安裝位置，決定電流互感器所轉換電流的性質，同時也決定繼電保護裝置的動作，只有正確安裝電流互感器，才可確保繼電保護正確動作，避免繼電保護裝置誤動發生。影響繼電保護功能的實現原因在電流互感器接線方面，可以遵守一定的串聯原則，在變電站電流互感器安裝中，對于線路一次繞阻，可以和被測電路串聯，而對于二次繞阻，則需要與所有變電站的儀表負載實現串聯；在實際安裝中，可以按變電站被測電流的大小，從而選擇合適的繼電保護裝置。同時，電流互感器二次側必須一端接地，避免絕緣損壞高壓竄入二次低壓側，避免造成人身安全事故；電流互感器二次側不可以開路，可以避免電流互感器一次側的電流轉換成磁化電流，避免電流互感器的鐵芯過度飽和發生磁化，影響電流互感器正常運行。

三、結束語

綜上所述，智能電網的獨特性不僅表現在具有安全l生、自愈性和經濟性，還表現在兼容性、交互性以及高效穩定性等，已經得到了全世界的廣泛應用和推廣。一旦電力系統遇到故障或者危及安全運行的異常工況時，電力系統繼電保護不僅能夠快速的、有選擇性的做出自動化反事故決策，而且也已經成為一種最安全、最有效的保障電網安全運行的非常重要的技術手段。伴隨著智能電力系統的要求越來越高，其智能電力系統繼電保護工作也有相應的提高，而且實踐技術也在不斷的發展變化。endprint