■張建英，羅 彥 ■河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450007

確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，干擾到正常運(yùn)行，輕者可能會(huì)阻礙到正常供電及電氣設(shè)備自身，重則可能會(huì)直接危及到人們的生命安全［1］。因此，人們對(duì)供電可靠性的要求愈來(lái)愈高，隨之對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)也提出了更嚴(yán)格要求。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、基本組成與其保護(hù)措施進(jìn)行深入研究，把握繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作用

一旦電力系統(tǒng)中的被保護(hù)元件出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置便能夠快速、自動(dòng)且有針對(duì)性的將故障元件剔除到電力系統(tǒng)之外，在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)故障環(huán)節(jié)的功能，促使其正常運(yùn)行，避免故障元件持續(xù)受到損害侵襲，控制停電幾率的發(fā)生;如若被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行的問(wèn)題，繼電保護(hù)可以立即做出相應(yīng)反應(yīng)，同時(shí)根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)維要求，指示出信號(hào)、跳閘動(dòng)作等指令;在這種情況下通常保護(hù)不會(huì)立即發(fā)生動(dòng)作，而是對(duì)電力系統(tǒng)元件危害程度做出一定判斷之后采取相應(yīng)動(dòng)作，避免不必要的動(dòng)作發(fā)生［2］。另外，繼電保護(hù)也是作為電力系統(tǒng)監(jiān)控裝置的存在，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流電壓的測(cè)量，將系統(tǒng)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)反應(yīng)出來(lái)。

2 繼電保護(hù)的基本組成

繼電保護(hù)一般由輸入、測(cè)量部分，邏輯判斷部分以及輸出執(zhí)行四個(gè)部分組成［3］。輸入部分通常需要予以前置處理，比如說(shuō)低通濾波、電平轉(zhuǎn)換或者隔離等等，使其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)物理量的檢查;依據(jù)在測(cè)量部分各個(gè)輸出量的大小、邏輯狀態(tài)以及輸出順序等方面內(nèi)容，將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)變成為邏輯信號(hào)，并依據(jù)既定的邏輯關(guān)系進(jìn)行組合、運(yùn)算，確定最終的執(zhí)行動(dòng)作，最后由輸出執(zhí)行部分完成最后動(dòng)作。

繼電保護(hù)需要嚴(yán)格依據(jù)選擇性、速動(dòng)性、靈敏性以及可靠性的要求進(jìn)行動(dòng)作:(1)選擇性。一旦電力系統(tǒng)中存在了元件故障，由距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障部分排除到電力系統(tǒng)外，盡量控制故障波及范圍，保證其它部分的正常運(yùn)行。(2)速動(dòng)性。當(dāng)電力系統(tǒng)中某元件出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置盡快完成相應(yīng)動(dòng)作，從電力系統(tǒng)中將故障元件排除掉，控制故障切除時(shí)間，緩解短路電流對(duì)電器設(shè)備帶來(lái)的損傷程度，為電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)提供充足支持，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。(3)靈敏性。就繼電保護(hù)裝置其保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障、異常運(yùn)行的反應(yīng)能力，通過(guò)靈敏性進(jìn)行衡量。(4)可靠性。在繼電保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)必須有所動(dòng)作，而超出其保護(hù)范圍之內(nèi)或者正常運(yùn)行的范圍則應(yīng)拒絕動(dòng)作。

3 繼電保護(hù)常見(jiàn)故障及解決方法

繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障包括兩點(diǎn):第一，電流互感飽和故障。它會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來(lái)較嚴(yán)重影響，當(dāng)線路短路時(shí)，由于電流互感器電流飽和，會(huì)致使過(guò)流保護(hù)裝置不能動(dòng)作，使整個(gè)配電系統(tǒng)斷電;第二，不適當(dāng)開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇故障。一般情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)站入口線路使用負(fù)荷開(kāi)關(guān)為日常分合負(fù)載電流不設(shè)保護(hù)，對(duì)帶有配電變壓設(shè)備的出口線路則使用負(fù)荷開(kāi)關(guān)組合電器。當(dāng)配電所出口出現(xiàn)故障，造成開(kāi)關(guān)站的越級(jí)跳閘［4］。

針對(duì)與此，需要做好以下幾點(diǎn)常見(jiàn)故障的處理方法:第一，替換法。將可能帶有故障的元件使用好的相同元件予以替換，以此來(lái)判斷是否屬于好、壞，縮小故障探查范圍;第二，參照法。對(duì)照正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，找尋非正常設(shè)備故障點(diǎn);第三，短接法。為判斷故障是存在于短線范圍之內(nèi)還是范圍之外，可以將回路某一部分或者是某一段采取短線進(jìn)行短接，縮小檢查故障范圍;另外，其它常用的還有逐項(xiàng)排除法或者直觀法等等，在此就不一一細(xì)論。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用、實(shí)踐與發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了很高的成就，且積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在很大程度上促使電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平得到提升。加之隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中也得到普遍應(yīng)用，這也預(yù)示著繼電保護(hù)正在向著更高層次的發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)智能化、信息化以及一體化等發(fā)展［5］。

4．1 智能化

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，人工智能技術(shù)被應(yīng)用到諸多領(lǐng)域中，繼電保護(hù)領(lǐng)域的人工智能技術(shù)也由此展開(kāi)研究。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制理論等逐漸的實(shí)現(xiàn)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用，為繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展注入了活力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬非線性映射方法，可以解決很多難以求解、難以列出方程式等復(fù)雜的非線性問(wèn)題;其它的像遺傳算法、模糊邏輯等方法也具有解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，由此可以下定論的是，在未來(lái)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，許多難以解決的問(wèn)題將會(huì)在智能化的實(shí)現(xiàn)下迎刃而解。

4．2 一體化

在實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)幾點(diǎn)保護(hù)的信息化基礎(chǔ)上，保護(hù)裝置就相當(dāng)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)，具有高性能、多功能的特點(diǎn)，是整個(gè)電力系統(tǒng)中的一個(gè)智能終端。它可以從網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、故障等諸多信息數(shù)據(jù)的獲取，并將所得信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制中心或其它終端。因此，任何一個(gè)微機(jī)裝置都可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的功能，同時(shí)在保證正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，完成控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信等功能，也就是實(shí)現(xiàn)一體化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，新型的繼電保護(hù)裝置也不斷涌現(xiàn)，一體化的實(shí)現(xiàn)也成為必然。

4．3 信息化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代化的通信工具已經(jīng)成為當(dāng)前信息時(shí)代的技術(shù)支柱，無(wú)論是對(duì)人們的生產(chǎn)還是生活都帶來(lái)極大影響，并帶給各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域根本性的變化，同時(shí)為其提供了更強(qiáng)大的通信手段?；诖耍^電保護(hù)的作用也不僅僅只是局限在故障元件的排除或者是控制事故波及范圍等方面，更是要保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，這也就對(duì)每個(gè)保護(hù)單元提出了嚴(yán)格要求，使其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)故障與運(yùn)行信息的完全共享，在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上加強(qiáng)動(dòng)作協(xié)調(diào)。這樣一來(lái)，繼電保護(hù)裝置就能夠越來(lái)越多的得到故障信息，使其對(duì)故障距離、故障性質(zhì)以及故障地點(diǎn)的判斷更為精準(zhǔn)，大幅度提高繼電保護(hù)的可靠性。由此判斷，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的信息化同樣是電力系統(tǒng)發(fā)展的大勢(shì)所趨。

4．4 計(jì)算機(jī)化

隨著我國(guó)電力水平的不斷提升，電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)也提出了更為嚴(yán)格的要求，不僅需要其具有基本功能，還要求其具有長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存故障數(shù)據(jù)與信息的空間，提高數(shù)據(jù)處理功能，高級(jí)語(yǔ)言編程等等，也就是說(shuō)，對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能。因此，繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。但計(jì)算機(jī)化的繼電保護(hù)系統(tǒng)怎樣才能進(jìn)一步滿足電力系統(tǒng)要求，怎樣更好的提高其動(dòng)作可靠性，獲取最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，還需要我們做深入研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，自電網(wǎng)建設(shè)初，繼電保護(hù)事業(yè)就一直在為人們提供服務(wù)，而隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)也在向著更完善、更可靠的方向發(fā)展，未來(lái)更將實(shí)現(xiàn)信息化、智能化以及一體化，這也要求我們必須要不斷探究、總結(jié)繼電保護(hù)技術(shù)，為我國(guó)電力系統(tǒng)的深入發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

［1］王迎春．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)若干問(wèn)題探討［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，(10):24．

［2］熊中行．基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)仿真研究［D］．華北電力大學(xué)(保定)，2003，31(08):49-51．

［3］張健康．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］．裝備制造技術(shù)，2011，(02):109-110．

［4］胡海平，朱寧西．電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．廣東電力，2011，24(10):53-57．

［5］楊文英，蓋志強(qiáng)，張華峰，張麗等．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問(wèn)題研究［J］．中國(guó)電力教育:下，2013，(09):210．