易佳樂

(邵陽學(xué)院，湖南 邵陽 422000)

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淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

易佳樂

(邵陽學(xué)院，湖南 邵陽 422000)

摘要：電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)能夠保證電力系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性的協(xié)調(diào)。我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)雖然取得了一定的進(jìn)步，但仍存在一些不足。繼電保護(hù)在未來的發(fā)展中，計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化，智能化是必然的趨勢。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；計(jì)算機(jī)化

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1繼電保護(hù)的概念。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)指的是能夠保證電力系統(tǒng)的可靠性，并最大限度協(xié)調(diào)可靠性與經(jīng)濟(jì)性。可靠性，即由于城市及農(nóng)村電網(wǎng)的配電系統(tǒng)覆蓋面廣，運(yùn)行的環(huán)境又相對復(fù)雜，加之各種天災(zāi)人禍的影響，往往會(huì)導(dǎo)致電氣故障的發(fā)生，這個(gè)時(shí)候繼電保護(hù)發(fā)揮他的可靠性功能，電力系統(tǒng)發(fā)生故障一般會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)影響，繼電保護(hù)就是最大限度的來消除這種影響。繼電保護(hù)必須依賴?yán)^電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。繼電保護(hù)裝置是一種保護(hù)電力系統(tǒng)的措施和裝備，也就是當(dāng)電力系統(tǒng)的電力元件諸如發(fā)電機(jī)、線路等或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障，繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)的控制斷路，發(fā)出跳閘命令，最終達(dá)到規(guī)避危險(xiǎn)的目的。

1.2繼電保護(hù)的意義。電力系統(tǒng)運(yùn)行中常會(huì)出現(xiàn)故障和一些異常運(yùn)行狀態(tài)，而這些現(xiàn)象會(huì)發(fā)展成事故，進(jìn)而使整個(gè)電力系統(tǒng)或其中一部分電力系統(tǒng)不能正常工作，從而造成對用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量降低到不能容許的地步，甚至造成電力設(shè)備損壞和人身傷亡。電力系統(tǒng)各元件之間是通過電或磁聯(lián)系的，電力系統(tǒng)中任何一個(gè)元件發(fā)生故障時(shí)，都可能立即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，切除故障元件的時(shí)間常常要求短到1/10s標(biāo)準(zhǔn)，甚至是更短的時(shí)間內(nèi)完成。而在如此短是時(shí)間內(nèi)依靠人工是不可能完成的，所以必須要有一套自動(dòng)裝置來執(zhí)行這一任務(wù)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用并不僅僅是切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展概況

2.1繼電保護(hù)的發(fā)展歷程。隨著科技的發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，我國繼電保護(hù)不斷發(fā)展。從建國伊始至今，繼電保護(hù)發(fā)展經(jīng)歷幾個(gè)階段。建國初期，我國的繼電保護(hù)裝基本上依賴進(jìn)口，如500kv的晶體管方向的高頻保護(hù)和晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，直到天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠進(jìn)行合作才結(jié)束了繼電保護(hù)裝置依賴進(jìn)口的歷史，并將運(yùn)行于葛洲壩繼電保護(hù)線路上。20世紀(jì)7O年代，我國開始研究集成電路保護(hù)，到8O年代集成電路保護(hù)研究基本完成；然而直到90年代我國仍舊處于集成電路的研究、運(yùn)用的狀態(tài)中，這在繼電保護(hù)的歷史上被稱之為集成電路的時(shí)代。從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，信息化時(shí)代和高科技時(shí)代來臨，繼電保護(hù)的發(fā)展進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時(shí)代。微機(jī)繼電保護(hù)是指以數(shù)字式計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于電力、石化、鐵路、甚至民用建筑等。

2.2繼電保護(hù)存在的不足。我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)雖然取得了一定的進(jìn)步，但仍存在一些不足。第一，繼電保護(hù)調(diào)度人員交接班不清或疏漏交待的已操作項(xiàng)，不熟悉設(shè)備的性能，發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)不能冷靜的進(jìn)行處理，對保護(hù)現(xiàn)象不能做出準(zhǔn)確的判斷。第二，保護(hù)人員在繼電保護(hù)的過程中呈現(xiàn)出責(zé)任心差、安全意識(shí)淡薄，缺少專業(yè)的培訓(xùn)，不具備安裝調(diào)試和事故處理的能力，在校驗(yàn)過程中出現(xiàn)校驗(yàn)項(xiàng)目不全、不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，致使留下事故隱患。第三，運(yùn)行人員在操作中也有一些人為的失誤，如由于缺少培訓(xùn)，或多新的技術(shù)操作缺少了解，致使在繼電保護(hù)過程中出現(xiàn)處理事故中的誤動(dòng)保護(hù)，或?qū)\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。第四，繼電保護(hù)裝置存在的質(zhì)量問題，如個(gè)別保護(hù)插件制造的質(zhì)量不良或保護(hù)裝置功能不完善等。

3電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的趨勢

3.1計(jì)算機(jī)化。隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件得到了有力的技術(shù)支持，取得了迅速發(fā)展電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高。要求微機(jī)保護(hù)硬件除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能、強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力。微機(jī)保護(hù)裝置的高級語言編程要求其相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。當(dāng)前，繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

3.2網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱。由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段，目前的繼電保護(hù)裝置只能反映保護(hù)安裝處的電氣量，進(jìn)而切除故障元件、縮小事故影響范圍。于是，人們提出了系統(tǒng)保護(hù)的概念，將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)能保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。換句話說，就是每個(gè)保護(hù)單元都能分享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可以從網(wǎng)上獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心的任一終端。

3.4智能化。近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究也已開始，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法則可迎刃而解。例如，在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題。距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利平.對甘肅電網(wǎng)繼電保護(hù)工作的建議[J].甘肅電力技術(shù),2013(6).

[2]任美青.淺談電網(wǎng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2014(17).

中圖分類號:F407.61

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0005-01

作者簡介：易佳樂(1995-)，男，漢，湖南岳陽人，邵陽學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化專業(yè)，2012級。