新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

溫黃龍

廣州市天河體育中心 廣東廣州 510000

1 距離保護(hù)的基本原理與實(shí)現(xiàn)特征

電力能源需求量不斷增大，需要完善和優(yōu)化現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)，由于電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)多樣化的運(yùn)行方式，使電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，針對電網(wǎng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可能引發(fā)的安全隱患，配置更加專業(yè)的繼電保護(hù)裝置，尤其是利用距離保護(hù)裝置，建立新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)，已經(jīng)成為電網(wǎng)保護(hù)重要的載體。

在電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)的故障點(diǎn)，會在保護(hù)安裝點(diǎn)存在一定的距離，正是利用該距離產(chǎn)生的距離保護(hù)反應(yīng)，分析距離保護(hù)中出現(xiàn)的阻抗效果，需要阻抗繼電器判斷阻抗的大小，同時結(jié)合電流測量阻抗值最終確定故障的出現(xiàn)位置。此外根據(jù)阻抗大小，確定保護(hù)安裝裝置與故障點(diǎn)間的距離。

按照距離保護(hù)原理，設(shè)定在規(guī)定的線路內(nèi)配置繼電保護(hù)裝置，該線路母線電壓為Um，母線電流為Im，若電流與電壓互感器變比設(shè)定為1，此時母線內(nèi)的電壓分別為Um和Im，一旦該電路出現(xiàn)短路，產(chǎn)生的阻抗值為Zm。若電路內(nèi)出現(xiàn)的阻抗值為Zm，在母線的一側(cè)與故障點(diǎn)的距離內(nèi)，會出現(xiàn)該阻抗值。若線路出現(xiàn)接地短路故障，按照有零序電路補(bǔ)償原則，利用電流補(bǔ)償系數(shù)K計算電流，即可證明Im同為故障電流，此外保護(hù)線路內(nèi)會出現(xiàn)兩種阻抗，分別為零序阻抗以及正序阻抗[1]。

2 造成輸電線路外破的主要原因

距離保護(hù)作為常見的繼電保護(hù)形勢，利用安裝點(diǎn)與故障點(diǎn)間的阻抗作為保護(hù)系統(tǒng)，可確定距離以及短路電流的到達(dá)時間，根據(jù)距離即可排出短路等故障。現(xiàn)階段我國電力技術(shù)發(fā)展較快，并且運(yùn)用三段式過流保護(hù)方法以及三段式距離保護(hù)方法，避免線路出現(xiàn)問題。但是仍出現(xiàn)外破問題，引發(fā)外破的原因主要有以下幾個：一，電力線路多分布在城鄉(xiāng)位置，但是由于違章建筑的影響，未能與電力設(shè)施保持在安全距離，導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)外破問題；二，輸電線路多由人為破壞，導(dǎo)致超高壓電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題；三，秋收季節(jié)焚燒秸稈，導(dǎo)致電力設(shè)施受到高溫破壞，出現(xiàn)輸電線路外破的問題；四，農(nóng)業(yè)電網(wǎng)改造不規(guī)范。

3 防范措施

3.1 加大電力設(shè)施的保護(hù)力度

電力企業(yè)應(yīng)制定巡查制度，提高領(lǐng)導(dǎo)重視程度，并與政府相關(guān)部門深入合作，獲得政府支持，以便在巡查工作中針對出現(xiàn)的問題及時處理。

3.2 及時消除潛在的危險

建立電力設(shè)施保護(hù)制度，根據(jù)保護(hù)制度全面細(xì)致的檢查電力設(shè)施周圍的危險源，包括違章建筑等，同時增加電力設(shè)施的保護(hù)力量，在不同時期運(yùn)用不同的方法及時消除安全隱患[2]。

3.3 重視與政府的合作

政府相關(guān)部門應(yīng)提高電力設(shè)施的保護(hù)認(rèn)識，積極調(diào)動電力設(shè)施的保護(hù)工作的主動性，建立完善的獎懲制度，給予優(yōu)秀單位以及個人物質(zhì)獎勵，調(diào)動單位以及個人保護(hù)電力設(shè)施的積極性。

3.4 加大懲罰力度

電力設(shè)施管理部門，針對發(fā)現(xiàn)的破壞行為及時報告給公安機(jī)關(guān)，加強(qiáng)溝通和交流，通過合作的方式提升電力設(shè)施的保護(hù)水平，并且提高違法行為的懲罰力度，對不法分子產(chǎn)生威脅力。

3.5 增加電力法規(guī)宣傳工作頻率

電力部分應(yīng)根據(jù)《電力法》以及《電力設(shè)施保護(hù)條例》等，積極宣傳電力法規(guī)保護(hù)等內(nèi)容，同時強(qiáng)調(diào)電力設(shè)施的安全性，直接關(guān)系到人們的財產(chǎn)安全。此外各級單位應(yīng)按照相關(guān)法律做好宣傳工作，在醒目位置設(shè)立警示標(biāo)志，防止人為因素破壞輸電線路。

3.6 加強(qiáng)新型線路的研究

在加強(qiáng)電力設(shè)施的防護(hù)工作的同時，電力企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)新型線路的研究工作，在新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，保證應(yīng)用的保護(hù)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境內(nèi)提高電力設(shè)施的運(yùn)行能力，有效防止輸電線路出現(xiàn)短路等情況[3]。

4 繼電保護(hù)和超高壓距離保護(hù)的發(fā)展和應(yīng)用

根據(jù)材料力學(xué)、電力力學(xué)等，結(jié)合制造工藝發(fā)展形成的繼電保護(hù)技術(shù)，早在上世紀(jì)50年代開始作為電力保護(hù)系統(tǒng)，并且電力技術(shù)人員利用繼電保護(hù)算法，研究新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)過程中，利用超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)，一方面準(zhǔn)確分析線路的運(yùn)行能力，另一方面使線路具備存儲以及記憶能力，針對復(fù)雜的線路出現(xiàn)的問題，實(shí)施有效的解決措施，同時增強(qiáng)線路的自檢功能，保證線路在安全穩(wěn)定的狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行。

我國電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，作為繼電保護(hù)重要的組成形式，超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，不僅具備良好的可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及高效性，還會提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，有助于降低電力企業(yè)運(yùn)行成本的同時，還能在超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)上，為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供空間，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法以及模糊邏輯等技術(shù)，通過人工智能的方式推動我國電力領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。在人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊控制模式應(yīng)用過程中，使繼電保護(hù)裝置更加完善，并且成為超高壓距離保護(hù)發(fā)展重要的組成部分。

5 結(jié)語

綜上所述，我國經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展過程中，持續(xù)向電力領(lǐng)域增加投資，建設(shè)更多的電力基礎(chǔ)設(shè)施，盡管使電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但是應(yīng)用新型嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)，不僅有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力，同時借助系統(tǒng)內(nèi)配置的硬件以及算法等，逐步轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式，從而有效降低電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的安全問題，保護(hù)短路故障、保護(hù)勿動以及拒動等，避免上述問題影響到人們的正常生活和工作。在嵌入式超高壓距離保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用過程中，基于傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)原理以及計算方法，結(jié)合多種有效保護(hù)措施，既要防止電力系統(tǒng)受到破壞，影響到線路的正常運(yùn)行，還應(yīng)不斷完善和優(yōu)化保護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況監(jiān)測超高壓距離保護(hù)裝置的動模性能，以便在應(yīng)用提高系統(tǒng)保護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。