智能高壓電網繼電保護及安全自動裝置規劃研究

劉振偉，王曉婷

（鄭州祥和集團有限公司登封分公司，河南 登封 452470）

0 引 言

智能高壓電網具有綠色、高效、經濟、安全及可靠等優點，是一種充分應用和融合了計算機技術、現代通信技術、信息技術以及其他相關技術，并將這些技術應用于現有的輸變電和配電的基礎設施中，形成一種高度集中的全新電網模式的技術形式。在智能高壓電網中使用的繼電器，可以在最短時間做出響應，保護系統自動地將故障設備脫離，減少并降低故障設備在整個電網系統的影響。現在的繼電器保護工作具有很強的技術性，具體體現在可以有效解決故障問題，快速解決電網設備出現的突發問題。本文通過繼電保護定義的闡述，結合智能高壓電網繼電器保護的影響因素，提出提高電網設備可靠性與實用性的措施。

1 智能高壓電網優勢

1.1 集成和優化

智能高壓電網的應用實現了電力系統配電、發電、變電、輸電及用電五大環節的信息共享，形成了集成化的智能高壓電網系統。此外，智能高壓電網還可以根據電網運行中的實際情況，對存在的問題進行適當調整，不斷優化電力技術和電網系統，以最低的成本保證電網系統的平穩運行。

1.2 自我保護

電力技術及電網系統的規劃是一項復雜的綜合性工程，難免會出現一些問題，此時智能高壓電網就會發揮自我保護性能，在不需要人為操作的情況下進行智能處理[1]。例如，如果電網中的某一個元件出現故障，智能高壓電網可以在非人為控制的情況下，自動對該元件進行處理，通過隔離等方式防止該元件影響系統中的其他元件，從而保證電網系統的正常運行。智能高壓電網的自我保護特性增強了電網系統的免疫力，最大限度地避免了電網系統崩潰或信號中斷現象的出現，創造了一個更安全的運行環境。

2 提高智能高壓電網和繼電器保護的可靠性措施

2.1 直觀法

直觀法是一種不需要借助其他設備與手段的最常用故障處理手段。檢修工作人員通過自己的肢體接觸與五官感知，發現故障，再結合自己的專業知識與工作經驗，判斷智能高壓電網設備運行的情況。

2.2 短接處理法

繼電保護裝置是智能高壓電網正常運作的前提。當高壓遇到突發情況，繼電保護可以馬上采取有效的措施保護電網，但如果繼電裝置出現故障，保護作用失效，此時的首要任務就是馬上修復繼電器。短接處理法是指通過短接導線的方式確定故障范圍，再慢慢測試鎖定范圍圈，保護智能高壓電網的同時修復設備，提高了繼電器保護裝置的可靠性與可運行性。

2.3 替換法

用可以正常工作的元件去代替故障元件，如果設備重新“活”起來，則可以確定這個被替換的元件是故障原因。如果設備依然無法工作，則可以說明還未找到故障點。微機保護故障時，工作人員使用備用的插件代替一些易壞的零件，觀察故障情況是否消失，消失則將換下來的元件進行替換，若故障沒有改變，那就繼續替換其他元件，直到成功找到所需的元件位置。這種替換方法存在弊端，由于是逐個元件的替換，會存在運氣成分，如果運氣好，可以短時間發現故障位置；若運氣不好，所消耗的時間就較長。工作人員尋找故障點不應該依靠運氣，而應該依靠自己的工作經驗，可以按照理論分析，先從容易發生故障的地方進行替換，降低失誤率，提高繼電保護裝置的可靠性。

2.4 逐項拆除處理法

逐項拆除處理法是一種分段測試的方法。方法步驟具體如下，首先在故障處理時將二次回路線路進行開脫處理，再依次回放不斷重復上一工作，當線路一直保持正常狀態，則可以證明這個線路是正常的，但一旦發生故障則可以證明這個故障點不在這段線路。該方法主要針對直接接地、交流電源熔絲等。此方法原理為根據電路的負荷對直流屏進行相應處理，可以在很短的時間內發現并確定故障地點。一般切斷時間在3 s左右，如果切斷處理后的設備依然是正常狀態，那么這段線路是正常的，如果這段線路不正常，可以在這條線路中找到故障大致范圍，再利用拉路法來確定故障的支路位置，分別排除沒有故障的支路，最后找到故障位置。通過這種方法，可以高效地找到故障位置，進而提高自動裝置的可靠性。

2.5 加強智能化建設

智能化技術是現代人生活必不可少的一部分，其加快了人類文明的發展與進步。將智能化技術引入繼電系統中，提高智能高壓電網工作效率的同時也顯著提高了自動保護的可靠性。智能化技術中的人工智能不僅具有強大的邏輯思維能力，還具有穩定的工作性能[2]。經過測試發現，人工智能很少出現問題，或者出現問題也能快速解決，不僅減少了時間成本，也減少了人力成本和物力成本。同時，人工智能還能對繼電系統提供專業的技術支持，給繼電系統的發展提供一個新的發展方向。

3 智能高壓電網在電力技術和電力系統規劃中的應用

3.1 智能調度技術

電力系統的運行過程包含很多部分，其中電力調度是十分重要的一個環節，直接關乎電力系統的管理工作。隨著科技的發展，電力調度由之前的傳統電網轉變到了現在的智能高壓電網。通過二者比較發現，智能高壓電網對電力調度的應用更為全面，不僅能夠對電力資源進行跟蹤式分析，還可以對電力資源做出整體性規劃。此外，智能調度技術能夠詳細分析出電力運行數據，方便后續工作。

3.2 分布式發電儲能技術

電力系統運行中，發電是最重要的部分，一切工作都是建立在發電成功的基礎上完成的。此外，發電還會對環境和能源消耗產生巨大影響。因此，發電過程中一定要對發電節能技術加以利用，在降低耗能的同時減少排污量。可采用分布式發電儲能技術。該技術是利用綠色可再生能源進行發電，如風力、太陽能及生物質能等。分布式發電儲能技術的應用直接起到了保護環境的作用，且能在一定程度上保證用電的安全性。但是過多的依賴于大自然能源也存在一定弊端，因為風能、太陽能等可再生能源受環境因素的影響較大，所以應用過程中要做好突發狀況的應對策略，保證發電工作的正常運行，從而促進電力工業的發展。

3.3 高速雙向通信

智能高壓電網技術以高速雙向的集成化通信網絡為基礎，運用先進的電子設備和高新技術，形成最大化的集成效果，從而實現了對電網系統的智能管理。具體地，智能高壓電網在電力技術及電網規劃中的應用實現了對電力系統運行中的具體情況的實時監控，及時發現系統運行中出現的問題，并及時予以分析與解決，實現了高效科學的電力傳輸。

3.4 智能固態表針

傳統的電磁表雖然操作簡單，但是能顯示的信息有限，不能有效地進行電力資源管理。而智能高壓電網采取了先進的智能固態表針，能夠全面清楚地顯示電力資源的實時情況，幫助用戶方便快捷地掌握用電情況，及時了解當前用電的波動情況，從而進行用電管理和控制。同時，電力企業在進行電力情況統計與管理時也更加方便、快捷。

4 結 論

隨著智能高壓電網的大規模使用，人們對智能高壓電網的發展、運行安全、可靠性及可運行性提出了更高要求。繼電保護及自動裝置作為智能高壓電網的保護基礎，能很大程度上保證智能高壓電網工作時一直保持穩定狀態。但是當繼電保護受到外界的破壞和內部損壞時，智能高壓電網就失去了保護。因此，為保護智能高壓電網，就要對繼電保護裝置負責，定期檢查設備運行情況，派專業人士定時更換老舊的零部件。若是繼電保護裝置發生故障，可以通過直觀法、短接處理法、逐項拆除處理法、替換法及加強智能化建設法發現故障點，并解決故障問題。