馬千里

【摘 要】本文首先闡述了智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)，接著對(duì)智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)

1智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)概述

1.1智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的構(gòu)成

隨著我國智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)于繼電保護(hù)的要求也在逐步提高。而由于智能電網(wǎng)的供、發(fā)電形式與傳統(tǒng)電網(wǎng)之間存在差異性，在繼電保護(hù)方式上也存在著一定不同。而信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能電網(wǎng)的逐步融合，是促使智能電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)就是指使用傳感器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控，然后在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行信息的整理和分析。通過這種方法降低一定程度的干擾，以此避免大面積停電現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2智能電網(wǎng)環(huán)境下對(duì)繼電保護(hù)的新要求

在智能電網(wǎng)時(shí)代背景下，智能電網(wǎng)需要與繼電保護(hù)技術(shù)共同發(fā)展、相輔相成。智能電網(wǎng)是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，因此需要智能電網(wǎng)具備較強(qiáng)的自愈性。因此，在智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)，要求具備一定的故障診斷以及自我修復(fù)的功能，同時(shí)也要求其能進(jìn)行自我隔離，以此阻斷發(fā)生故障后產(chǎn)生大規(guī)模停電的情況。

2智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的重要意義

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，現(xiàn)階段各個(gè)行業(yè)的發(fā)展對(duì)電力的消耗越來越高，在人口密集的城市和地區(qū)已經(jīng)開始出現(xiàn)了供電危機(jī)的情況，這一情況在很大程度上給電力企業(yè)帶來了困難。為了解決供電緊張的問題企業(yè)必須在智能電網(wǎng)的建設(shè)與維護(hù)上加大力度。電力系統(tǒng)想要保證安全運(yùn)行就必須要有良好的防御保護(hù)手段，其中最重要的防御手段就是繼電保護(hù)技術(shù)。能夠使電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行得到有力的保障。繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，將出現(xiàn)故障的設(shè)備及時(shí)的進(jìn)行切除，同時(shí)發(fā)出警報(bào)，使相關(guān)維修人員能夠及時(shí)的將故障問題發(fā)展并將故障問題進(jìn)行有效的解決，保證電網(wǎng)運(yùn)行能夠盡快的恢復(fù)正常。繼電保護(hù)裝置能夠使電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行在最大程度上得到保障，使企業(yè)在電網(wǎng)故障方面受到的經(jīng)濟(jì)損失大大降低。所以，應(yīng)該提高智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)的重視度，這對(duì)電力事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義和作用。

3智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)分析

3.1單元體的保護(hù)內(nèi)容

智能電網(wǎng)的單元件保護(hù)，其保護(hù)的主要對(duì)象就是在智能電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要功能的電氣設(shè)備，如：變壓器、發(fā)電機(jī)組、交流線路、直流線路等等，而對(duì)其的研究?jī)?nèi)容則主要集中在如何對(duì)傳統(tǒng)的元件保護(hù)改進(jìn)上。在變壓器的保護(hù)方面，我們將對(duì)勵(lì)磁涌流的識(shí)別作為保護(hù)的關(guān)注重點(diǎn)，這是因?yàn)閯?lì)磁涌流具備多樣性、混淆性、隨機(jī)性以及非線性等諸多特點(diǎn)。因此，在變壓器的實(shí)際保護(hù)研究工作中，將工作研究重點(diǎn)放在變壓器內(nèi)部的故障分析與故障計(jì)算上是十分必要的；在發(fā)電機(jī)組的保護(hù)中則要做好內(nèi)部短路保護(hù)工作。尤其是在匝間短路保護(hù)工作上要給予足夠的重視。并且還要對(duì)發(fā)電機(jī)組的保護(hù)設(shè)計(jì)、靈敏度檢測(cè)、整定計(jì)算等方案進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)，進(jìn)而滿足匹配發(fā)電機(jī)組承壓力、反時(shí)限過流、過激磁等后期保護(hù)判斷上的需求，保證定轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)的可靠度；在交流線路的保護(hù)上，要做好保護(hù)原理、保護(hù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)。

3.2廣域保護(hù)技術(shù)

所謂廣域繼電保護(hù)技術(shù)，指的是以子域作為分析單位，對(duì)子域內(nèi)繼電保護(hù)信息進(jìn)行有效采集，并對(duì)其進(jìn)行域內(nèi)和域外的綜合判定。廣域保護(hù)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于其能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，在確保智能電網(wǎng)運(yùn)行安全性上有著巨大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，廣域繼電保護(hù)技術(shù)極大加快了保護(hù)動(dòng)作實(shí)施時(shí)間，且顯著提升了其與電網(wǎng)的保護(hù)配合，使得繼電保護(hù)效率大大提升。其較強(qiáng)的自適應(yīng)判斷能力和保護(hù)能力，使得其在電網(wǎng)診斷和恢復(fù)上更加智能和高效。

3.3保護(hù)重構(gòu)技術(shù)

保護(hù)重構(gòu)技術(shù)的主要作用是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行在線配置和重組，確保其與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相符合，大大優(yōu)化了繼電保護(hù)效果。同時(shí)，保護(hù)重構(gòu)技術(shù)能夠?qū)^電保護(hù)系統(tǒng)元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱性問題和故障，并在發(fā)現(xiàn)失靈故障后自動(dòng)進(jìn)行替代，以恢復(fù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，達(dá)到自我發(fā)現(xiàn)和自愈功能。這樣一來，有效避免了繼電保護(hù)故障問題導(dǎo)致智能電網(wǎng)故障，大大提高的智能電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4智能感應(yīng)技術(shù)

在智能電網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的有效控制，在其中融入了智能監(jiān)控設(shè)備和電子傳感設(shè)備，這樣能及時(shí)反映繼電保護(hù)的運(yùn)行情況。電子傳感器是智能感應(yīng)技術(shù)的代表，在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，通過在繼電設(shè)備上安裝電子傳感系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和傳輸，這有利于智能電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，從而為維修工作提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

4智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展

4.1數(shù)字化

在智能電網(wǎng)條件下，繼電保護(hù)的測(cè)量手段和信息傳輸均會(huì)向數(shù)字化方向發(fā)展。通常情況下，測(cè)量手段實(shí)現(xiàn)數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字接口來，也能通過電子互感器來完成。而信息傳輸?shù)淖優(yōu)閿?shù)字化后通過光纖網(wǎng)絡(luò)來完成，因光纖網(wǎng)絡(luò)可以傳輸數(shù)字信息。由于電子互感器的體積不大，并且具有較好的絕緣效果，因此測(cè)量電網(wǎng)運(yùn)行效果時(shí)，可以通過光電轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)。而在光電轉(zhuǎn)換器的影響下，電網(wǎng)信號(hào)傳輸頻帶會(huì)被擴(kuò)寬，增強(qiáng)暫態(tài)性能，這會(huì)導(dǎo)致互感器在測(cè)量過程中不會(huì)發(fā)生大的誤差。所以數(shù)字化傳感器擴(kuò)大應(yīng)用范圍，可以在繼電保護(hù)中發(fā)揮作用，而現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置中的部分輔助功能則不再有用，繼電保護(hù)的效果會(huì)更明顯，可以適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

目前，數(shù)字化變電站已經(jīng)分布于多個(gè)電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)條件下，繼電保護(hù)在向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，而其主要功能體現(xiàn)在以下兩方面：①實(shí)現(xiàn)信息共享，通過網(wǎng)絡(luò)化變電站來完成。由于變電站中具有不同的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連通。變電站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化后，不同設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性會(huì)增強(qiáng)，繼電保護(hù)的范圍會(huì)變大；②可以提高信息傳遞的速度，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性能得到明顯提高。在網(wǎng)絡(luò)體系的作用下，技術(shù)人員可以通過數(shù)字接口，及時(shí)、準(zhǔn)確地將繼電保護(hù)發(fā)生的信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，從而實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控智能電網(wǎng)。因此，在智能環(huán)境中，電網(wǎng)的運(yùn)行效率明顯提升，運(yùn)行的準(zhǔn)確性也可得到提升。

4.3整定自動(dòng)化

在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，繼電保護(hù)裝置只對(duì)被保護(hù)的線路發(fā)揮作用，保護(hù)范圍較小，且只有當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)一定的故障時(shí)，才能發(fā)揮保護(hù)作用。而在智能電網(wǎng)中，繼電保護(hù)能將整個(gè)電力系統(tǒng)中被保護(hù)的線路與設(shè)備連接起來，形成了一個(gè)特殊的保護(hù)網(wǎng)，并利用網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)信息的整合和共享。這樣不僅能擴(kuò)大保護(hù)范圍，還實(shí)現(xiàn)了協(xié)同保護(hù)，提高了繼電保護(hù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

4.4優(yōu)化電能質(zhì)量

在智能電網(wǎng)實(shí)施中，優(yōu)化電能質(zhì)量的技術(shù)是建立在電能質(zhì)量等級(jí)劃分與電能質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)完善的基礎(chǔ)上。通過這類技術(shù)對(duì)供用電的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行深入分析，建立起針對(duì)用戶需求的電能質(zhì)量等級(jí)劃分和電能質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，同時(shí)可以推動(dòng)智能電網(wǎng)中優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)的良性發(fā)展。在優(yōu)化電能質(zhì)量的技術(shù)研發(fā)中，涉及多種類別電能質(zhì)量的控制技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，可以降低生產(chǎn)運(yùn)營中的消耗，帶來更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

智能電網(wǎng)的發(fā)展影響著我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)使繼電保護(hù)裝置的操作平臺(tái)產(chǎn)生了明顯的改變，對(duì)繼電保護(hù)的技術(shù)水平和技術(shù)性能提出了更高的要求。智能電網(wǎng)環(huán)境下加大繼電保護(hù)裝置的開發(fā)力度，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)保護(hù)的高效率，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全，對(duì)于提高居民生活質(zhì)量，消除由電力故障造成的經(jīng)濟(jì)損失有著重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉桂紅.試論智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)[J].低碳世界，2016（23）：38-39.

（作者單位：南京國電南自電網(wǎng)自動(dòng)化有限公司）