孫立峰

【摘 要】繼電保護(hù)裝置保障了電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，但現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置存在著一些安全隱患。隨著智能化電力系統(tǒng)的建設(shè)，繼電保護(hù)裝置的智能化升級(jí)成為了降低安全隱患、提高系統(tǒng)可靠性的高效途徑。

隨著社會(huì)發(fā)展科技進(jìn)步，電力系統(tǒng)的保護(hù)也由過去的電磁式繼電保護(hù)裝置、晶體管繼電保護(hù)裝置、集成電路繼電保護(hù)裝置，發(fā)展到現(xiàn)在的微機(jī)繼電保護(hù)裝置（微機(jī)綜保裝置）；由過去一套保護(hù)裝置只能實(shí)現(xiàn)單一、基本的保護(hù)功能，發(fā)展到現(xiàn)在一套裝置可以提供全方位、多功能、滿足不同運(yùn)行條件下的保護(hù)。除了提供基本的保護(hù)功能，微機(jī)綜保裝置還可以讓運(yùn)行人員隨時(shí)掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患，有效控制故障持續(xù)的時(shí)間，盡可能縮小故障影響的范圍，減少電力系統(tǒng)故障帶來的損失，是電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的有力保證。

但現(xiàn)有的微機(jī)綜保裝置并不是完美的，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)仍然存在著一些不足。筆者認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：

1、繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中，人為因素帶來的安全隱患。繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中最為重要的一道安全屏障，是各類發(fā)電企業(yè)和電力用戶能源管理中的重中之重，一般都會(huì)安排專業(yè)人員不間斷的進(jìn)行監(jiān)控、巡檢、維護(hù)及記錄。這些運(yùn)行、維護(hù)人員都需掌握具備一定的知識(shí)文化水平，并經(jīng)過相應(yīng)的專業(yè)培訓(xùn)，確認(rèn)具有相適應(yīng)的操作技能，方可參與電力運(yùn)行的管理維護(hù)。這些人員每天都在面對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)裝置設(shè)置及動(dòng)作要求、設(shè)備正常運(yùn)行及故障情況等等大量信息，并需要根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況對(duì)這些信息進(jìn)行冷靜的分析判斷，及時(shí)做出選擇，快速處理故障并上報(bào)。這些工作十分繁雜，且重復(fù)性很高，很多工作甚至千篇一律且機(jī)械枯燥。在重復(fù)工作中人員極易產(chǎn)生松懈和麻痹，對(duì)突然發(fā)生的故障不能及時(shí)做出應(yīng)對(duì)，給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來隱患。

2、繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、配置不完善帶來的安全隱患。在電力系統(tǒng)中，保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性通常會(huì)由裝置內(nèi)部軟、硬件的設(shè)計(jì)、二次回路的連接、裝置動(dòng)作參數(shù)的設(shè)置等因素所決定。裝置本身設(shè)計(jì)和制造的完善程度、取樣參數(shù)的精確性以及動(dòng)作參數(shù)的合理取值，都決定著電力系統(tǒng)在故障時(shí)能否精確動(dòng)作，確保故障的及時(shí)切除。但很多企業(yè)的電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，上述基本要求卻常常無法保證滿足。例如，現(xiàn)在市場(chǎng)上的微機(jī)綜保裝置產(chǎn)品繁多、魚目混雜，各種檔次、品牌的新產(chǎn)品層出不窮。很多綜保裝置的生產(chǎn)企業(yè)只看重產(chǎn)品的利潤(rùn)，而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量性能。很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)不夠完善，保護(hù)算法存在缺陷；還有些產(chǎn)品質(zhì)量不過硬，設(shè)備內(nèi)部元件提前老化。這些產(chǎn)品本身可靠性較差，實(shí)際運(yùn)行時(shí)常常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤動(dòng)作。再比如，繼電保護(hù)裝置必須依靠精確的電流、電壓信號(hào)作為判別依據(jù)。連接獲取這些信號(hào)的二次回路，在設(shè)計(jì)時(shí)可能存在不合理之處，設(shè)備安裝時(shí)也可能存在不規(guī)范的情況。這些看似細(xì)小的問題，卻使電流電壓信號(hào)產(chǎn)生較大誤差，進(jìn)而影響保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)的錯(cuò)誤判別，導(dǎo)致不必要的事故發(fā)生。即使上述兩個(gè)方面的問題都得到了完善的解決，選取了高品質(zhì)產(chǎn)品，取樣信號(hào)也足夠精確，但若綜保裝置內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不合理或者錯(cuò)誤，系統(tǒng)運(yùn)行仍然存在風(fēng)險(xiǎn)。繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部參數(shù)，特別是一些重要?jiǎng)幼鲄?shù)的設(shè)置，需要經(jīng)過精確的計(jì)算，在考慮了電力系統(tǒng)各種運(yùn)行可能的基礎(chǔ)上，結(jié)合長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置一個(gè)比較合理的數(shù)值。針對(duì)上述這些問題，很多企業(yè)都提出各自不同的解決方法。有些企業(yè)在管理上狠下功夫，制定更為有效明確的制度，聘請(qǐng)更有經(jīng)驗(yàn)的管理人員；有些企業(yè)在電力設(shè)備上投入更多資金并選擇市場(chǎng)上更有信譽(yù)的安裝調(diào)試隊(duì)伍。這些措施，都在一定程度上提高了電力系統(tǒng)的安全性。但同時(shí)這些做法都需要投入更多的人力物力財(cái)力，從節(jié)約增效的角度講都不是最優(yōu)化的。當(dāng)前快速發(fā)展的智能化電力系統(tǒng)，才是解決繼電保護(hù)不足的更為高效和經(jīng)濟(jì)的方法。

一套智能化的繼電保護(hù)裝置，至少應(yīng)能滿足以下幾個(gè)要求：

1、通過與智能企業(yè)管理、能源管理等系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，降低人為因素對(duì)電力系統(tǒng)帶來的安全隱患。繼電保護(hù)裝置在平時(shí)的運(yùn)行維護(hù)時(shí)，需要記錄大量的數(shù)據(jù)、圖形、表格、文件等。這些數(shù)據(jù)涉及到電力系統(tǒng)中一、二次設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)分析、圖檔管理甚至人事信息等等。但這些數(shù)據(jù)，常常并不能做到完整記錄，保留下的數(shù)據(jù)，也沒有進(jìn)行更深層次的分析和研究。如果整個(gè)繼電保護(hù)裝置都改為智能化、聯(lián)網(wǎng)化，所有裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)都可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳到能源管理系統(tǒng)或是特定的數(shù)據(jù)分析中心上去，那么這些數(shù)據(jù)就可以得到及時(shí)準(zhǔn)確的分析整理，并最終以簡(jiǎn)單直接的形式回傳給系統(tǒng)管理人員和企業(yè)管理人員，為企業(yè)及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的安全隱患和為企業(yè)提高能源的利用效率提供可靠依據(jù)。

2、繼電保護(hù)裝置通過智能化的升級(jí)，進(jìn)一步降低裝置本身產(chǎn)生問題的可能，提高電力系統(tǒng)的可靠性。繼電保護(hù)裝置本身的可靠性，雖然可以通過提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加取樣信號(hào)靈敏度來提高，但這些措施理論上還是存在上限，即電氣設(shè)備本身在運(yùn)行時(shí)依舊存在發(fā)生各種情況的可能。對(duì)繼電保護(hù)裝置的智能化升級(jí)，可以在一定程度上抑制設(shè)備本身發(fā)生狀況時(shí)對(duì)系統(tǒng)的產(chǎn)生的影響。在一個(gè)智能化的繼電保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)中，我們可以收集到不同企業(yè)、不同電力系統(tǒng)、不同運(yùn)行工況的數(shù)據(jù)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析、對(duì)比、整合，就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)保護(hù)裝置進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，使每一臺(tái)裝置都可以起到最大的保護(hù)作用。

目前，世界各國(guó)的電力系統(tǒng)智能化都還處在一個(gè)起步階段，對(duì)于智能化電力系統(tǒng)還沒有一個(gè)共同的精確定義，相對(duì)應(yīng)的也就沒有一套完善的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。但智能化電力系統(tǒng)，已經(jīng)是電力系統(tǒng)發(fā)展的大方向，是整個(gè)電力系統(tǒng)效率提升的關(guān)鍵因素，是解決我國(guó)電力能源建設(shè)相對(duì)滯后、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)管理和調(diào)配技術(shù)落后的唯一出路。在智能化的電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置作為安全運(yùn)行的保障，理應(yīng)得到率先發(fā)展?，F(xiàn)在，我國(guó)的一些繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)企業(yè)，都在進(jìn)行一些積極的探索和嘗試，推出了一系列網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的智能化產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品的不斷推陳出新，繼電保護(hù)裝置的智能化升級(jí)必將日趨完善，電力系統(tǒng)的運(yùn)行必將更為平穩(wěn)安全。