继电保护在电力系统中的应用

标签：智能电网 继电保护 电力系统

1.继电保护发展现状

近年来，电网规模不断扩大，为了适应电力系统安全稳定运行的要求，继电保护技术也在迅速地发展。同时，计算机技术、网络通信技术也为继电保护技术的发展注入了更新的活力。继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备，满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。选择性、速动性、灵敏性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段做出了不懈的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。从20世纪90年代开始我国继电保护技术已步入了微机保护的时代。

2.继电保护技术在电力系统中的显着特点

微机保护充分利用了计算机技术上的两个显着优势：高速的运算能力和完备的存贮记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集，A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护，而显示了强大生命力。

与传统的继电保护相比，微机保护有许多优点，其主要特点如下：

(1)改善和提高继电保护的动作特征和性能，正确动作率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高，已在运行实践中得到证明。

(2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。

(3)工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准;装置体积小，减少了屏位数量;功耗低。

(4)可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响;且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。

(5)使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间;同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。

(6)可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

3.电力系统中继电保护装置缺陷处理

电力系统继电保护装置在长期运行过程中可能会出现一些危及电网安全稳定运行的缺陷。常见的缺陷种类及原因分析归纳如下：

3.1直流接地缺陷

接地支路的接地点查找基本原则是先室外后室内，先电缆后装置，先老化设备后新设备。此外，在查找直流接地时，断开直流电源可能会对保护装置和二次回路有影响，要注意做好安全措施，必要时可瞬间打开跳闸压板。

3.2信号回路缺陷

信号回路缺陷通常比较直观，主要发生在指示灯、光子牌、光耦等设备上。这些设备由于长期带电或经常冲击带电而损坏，处理办法即更换新元件。

3.3控制回路缺陷

控制回路缺陷主要发生在断路器的操作回路，其二次接线涉及的元件和地点较多，主要由控制把手、指示灯、操作箱、断路器机构的跳合闸线圈、辅助接点及相关闭锁回路组成。控制回路缺陷一般发生在设备停送电、保护动作、自投装置或重合闸动作时。其主要原因如下：

(1)操作回路原理设计或接线存在问题，在设备传动时未曾发现;

(2)把手操作失灵，指示灯坏;

(3)闭锁回路接点异常;

(4)断路器主触头与二次辅助接点不配合;

(5)断路器操作机构存在问题;

(6)自投装置或重合闸相关回路存在问题;

(7)人为误操作造成保护误动或拒动。

3.4缺陷的防范

要采取预防措施，从设备改造、保护校验、日常维护及执行反措等方面来保证设备处于良好状态，防止缺陷发生;其次，对每一起缺陷都要做好总结分析，积累经验，防止同类缺陷再次发生;再次，必须保证快速、安全地消除运行中出现的缺陷。在装置缺陷多、超期服役且功能不满足电网对110kV、220kV线路保护的要求时应及时更换微机线路保护，从而保证保护装置的正常运行，达到提高系统稳定的作用。

此外，现场工作人员还需要不断提高技术、技能水平，提高预防缺陷和处理缺陷的能力。

4.继电保护装置的使用与维护

继电保护装置的重要性，不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求，还要在日常的检测和维护上做好工作。

首先，要全面了解设备的初始状态。继电保护设备的初始状态，影响其日后的正常和有效运行。因此，必须注意收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料。对设备日常状态的检修，要在设备生命周期中各个环节都必须予以关注，进行全过程的管理。

其次，要对设备运行状态数据进行及时、全面的统计分析。首先要了解设备出现故障的特点和规律，进而通过对继电保护装置运行状态的日常数据的分析，预先判断分析故障出现的部分和时间，在故障未发生时，及时地排查。提高保护装置的安全系数和使用周期，保证电力系统的正常运行。

再次，要了解继电保护技术发展趋势，采用新的技术对设备进行监管和维护。在电力系统高速发展、继电保护设备不断更新换代、继电保护设备不够完善的情况下，必须加强对新技术的应用，唯此才能保证保护装置的科学有效，从而在电力系统的保护中发挥应有的作用。

5.继电保护技术的发展前景

继电保护技术在电力系统中的应用前景主要体现在以下几个方面：

5.1继电保护功能深步拓宽

计算机的广泛应用和在计算机辅助设计功能的帮助下，继电技术的功能性必将越来越多、越来越强，可根据故障的显性进行适当的控制运用。

5.2显着的电子数据主动化特性凸现

计算机数据自动化发展越来越快，继电保护技术的现代化发展也必然得到充分的体现，即电子数据主动化性能必将得到显现。

5.3继电保护技术的运用方便灵活

该项技术广泛应用，将使得电力线路维护调试也变得更加方便。在运行过程中，操作者可根据电流值，进行适当调整。

归结起来，主要是走向计算机化、网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化方向。

6.结语

我国电力系统继电保护技术的发展经历了四个阶段。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用，由数字时代跨入信息化时代，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了更高的要求，也开辟了活动的广阔天地。

更多好文：21ic智能电网