基于智能電網的繼電保護技術及應用

陳海榮

摘 要 文章首先簡要闡述了智能電網中繼電保護技術的重要性，在此基礎上對繼電保護技術在智能電網中的應用進行論述。期望通過本文的研究能夠對智能電網運行安全性、穩定性以及供電可靠性的提高有所幫助。

【關鍵詞】智能電網 繼電保護技術 安全運行

1 智能電網中繼電保護技術的重要性

所謂的智能電網實質上就是電網智能化，它以通信網絡為基礎，利用各種先進的技術，如傳感器技術、控制技術、測量技術等等，實現電網的安全、穩定、高效、可靠、經濟運行，堅強、自愈是智能電網最為突出的特征。近年來，隨著我國經濟水平的不斷提高，推動了各行各業的發展，與此同時，各個行業對于電力的需求也隨之逐步增大，由此給供電系統帶來了巨大的運行壓力，在一些工業產業較為發達的地區，出現了供電危機的局面，解決這一問題已經成為當務之急。與傳統的電網相比，智能電網的運行可靠性更高，但在供電量激增的前提下，智能電網有時也會出現故障，為確保智能電網的安全、可靠運行，供電企業加大了相應的維護力度，繼電保護技術作為電網運行的防御手段，其重要性隨之凸顯，它的應用除了可以給電網運行帶來安全保障之外，還能提高故障問題的處理速度，當電網發生故障后，繼電保護系統自動將故障設備從線路中切除出去，并向值班人員發出故障報警信息，進而及時對故障問題進行處理，恢復電力供應。

2 繼電保護技術在智能電網中的應用

在智能電網當中，繼電保護是一項非常重要的技術措施，它能夠通過對電網中關鍵電力設備的實時監測，確保整個電網的安全、穩定運行。由于智能電網中應用了大量的新技術，雖然這些技術的應用在一定程度上他提高了智能電網的整體性能，但有些技術卻對繼電保護系統的運行造成了不利影響，由此使得電網中繼電保護的可靠性大幅度降低，同時，有些新技術對基繼電保護的發展起到了助推的作用，由此可見，智能電網中新技術的應用有利有弊，所以在對繼電保護技術進行應用時，應當降低智能電網中新技術對其的影響，從而使繼電保護的作用得以最大限度地發揮。

2.1 繼電保護的構成

智能電網中，利用監控系統對保護對象的運行狀況進行分析，并根據結果，對繼電保護定值和功能進行優化調整，從而使保護裝置滿足電網運行工況的要求，最大限度地保護電網安全運行。圖1為智能電網繼電保護的構成情況。

2.2 繼電保護的核心技術

在智能電網中，繼電保護的核心技術包括廣域保護和保護系統重構兩項技術，前者針對的主要對象是電網子集，以此作為運行故障的分析單位，在“域”中對子集的繼電保護信息進行采集，通過分析處理之后，可判斷出引起電網故障的原因，據此便可對故障問題進行快速處理，從而恢復電網的正常運行。廣域保護技術包含以下兩個方面：一方面是安全自動控制，另一方面是繼電保護，其中安全自動控制可處理電網中出現的故障問題，為故障自愈提供相應的解決方案。該技術最為主要的作用是可以使復雜的故障問題得到根治，能夠使繼電保護的自適應能力得到顯著提升。保護重構技術指的是對繼電保護系統進行重新構建，對于智能電網而言，它的特殊性對繼電保護的自適應能力提出了較高的要求，因此，新的繼電保護必須有重構、自診斷以及自修復等功能，如果繼電保護系統中的某個元器件失靈，智能電網可以自動尋求替代元件，并對繼電保護進行快速恢復。

2.3 繼電保護技術的應用

在智能電網中對繼電保護技術進行應用時，相關設備的合理配置是關鍵環節，只有這樣，才能使繼電保護的功能和作用得以最大限度地發揮。220kV以上電壓等級的繼電保護設備應按照雙重化的原則進行配置，每套繼電保護裝置應當能夠對可能發生的所有類型的故障進行處理，兩套保護之間不得存在任何電氣聯系，其中一套保護異常退出時，不得影響另一套保護的正常運行，兩套保護的電流或電壓采樣值應分別從獨立的MU中獲取，GOOSE網絡應按相互獨立的原則進行配置，一個網絡異常退出時，應當不會對另一個網絡的運行造成影響。智能電子設備之間的啟動、閉鎖、位置狀態等信息的交換，可以利用GOOSE網絡完成；110kV以下電壓等級的繼電保護采用就地安裝的方式時，保護裝置應集成智能終端等功能。

在智能電網中應用繼電保護技術時，變壓器保護的配置要點如下：220kV以上電壓等級的變壓器保護應當按照雙重化進行配置，分主保護和后備保護，同時，變壓器各側的MU全部按照雙重化進行配置；110kV變壓器保護可以采用雙套配置，一主一備，分開設置，后備保護可與測控裝置一體化。變壓器保護直接采樣，并對跳開各側斷路器，可通過GOOSE網絡對失靈保護跳閘指令進行接收；非電量保護可以采用就地直接電纜跳閘的方式。

3 結論

綜上所述，繼電保護技術在智能電網中的應用，使電網的安全、穩定、可靠運行得到了保障，減少了電網故障給企業帶來的經濟損失，確保了電力用戶的電能供應。由此可見，在智能電網中，對繼電保護技術進行合理應用具有重要的現實意義。

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作者單位

國網冀北電力有限公司張家口市萬全區供電分公司 河北省張家口市 076250