易妍 張靜

摘? 要：目前，我國(guó)普通居民的生活質(zhì)量普遍得到改善，對(duì)水、電的需求也不斷增加。為了滿足人們的生活需要，中國(guó)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行模式應(yīng)該得到更新、改善。利用現(xiàn)代信息技術(shù)提高和實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)效率，在配電網(wǎng)智力管理中不斷地加強(qiáng)我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)，在保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行中，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保電力順利傳入用戶家中，促進(jìn)我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);繼電保護(hù);超高壓交直流電混輸技術(shù)

中圖分類號(hào)： TM77? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)正取得前所未有的進(jìn)步，特別是智能型電網(wǎng)已經(jīng)成為電力發(fā)展的主流。在此基礎(chǔ)上，對(duì)各級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)信息處理自動(dòng)化，自主化的發(fā)展目標(biāo)。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，繼電器保護(hù)技術(shù)仍然是電網(wǎng)不可替代的技術(shù)，在新時(shí)代面臨著新的挑戰(zhàn)。因此，需要進(jìn)一步發(fā)展電力保護(hù)技術(shù)，為后續(xù)電網(wǎng)工作提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的意義

在智能電網(wǎng)研究過程中，傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)許多問題，導(dǎo)致傳輸系統(tǒng)失效，影響正常的傳輸效率。因此，應(yīng)及時(shí)采取系統(tǒng)保護(hù)措施，解決供電系統(tǒng)存在的問題，確保輸電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。發(fā)生傳送帶連接錯(cuò)誤、二次電力保護(hù)技術(shù)、及時(shí)測(cè)定報(bào)警信號(hào)、維修人員及時(shí)報(bào)警，減少了居民用電前保護(hù)中的經(jīng)濟(jì)損失。

2 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)

2.1 單元件保護(hù)技術(shù)

單元件保護(hù)技術(shù)屬于典型的智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)。這些技術(shù)以保護(hù)交流直線，變壓器，發(fā)電機(jī)為主要內(nèi)容。改進(jìn)傳統(tǒng)元件保護(hù)，采用新的原理，計(jì)算方法，以適應(yīng)智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)保護(hù)需求的變化。該技術(shù)在直線系統(tǒng)保護(hù)中，用于解決在主保護(hù)行波保護(hù)中存在的故障位置誤差較大、船上故障及界限等問題。保護(hù)變壓器，重點(diǎn)是識(shí)別磁溶。根據(jù)新的原理，新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器內(nèi)部故障的分析，計(jì)算和保護(hù)。保護(hù)發(fā)電機(jī)主要是把周圍的單線保護(hù)開發(fā)出來。值得關(guān)注的是，單元件保護(hù)技術(shù)可以與智能傳感器技術(shù)、保護(hù)重塑技術(shù)一起應(yīng)用，大大提高了單元件保護(hù)技術(shù)的實(shí)用性。

2.2 廣域保護(hù)技術(shù)

以廣域智能電網(wǎng)系保護(hù)為重點(diǎn)，通過融合與故障相關(guān)的各類信息，綜合判斷廣域保護(hù)信息，調(diào)整對(duì)跳閘策略操作的保護(hù)特征[1]。鎖定保護(hù)功能故障檢查等，更全面的智能電網(wǎng)發(fā)展需求。智能電網(wǎng)廣域保護(hù)主要由3種模型構(gòu)成，廣域集中、分散IED、站域集中與區(qū)域分布為一體的區(qū)域布局，廣域網(wǎng)域集中故障檢查測(cè)試最為全面，比起分散IED的分布式結(jié)構(gòu)模型，集中對(duì)靈活域域進(jìn)行集中統(tǒng)一的區(qū)域分布模式發(fā)展階段更為有效。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，以動(dòng)機(jī)和間接信息為基礎(chǔ)的故障元件識(shí)別計(jì)算方法得到了廣泛應(yīng)用，這是智能電網(wǎng)典型的廣域繼電保護(hù)技術(shù)。通過深層分析可以發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域的保護(hù)，自動(dòng)化控制技術(shù)和智能電網(wǎng)的安全性以及效率性。因?yàn)榭焖偬岣弑Ｗo(hù)區(qū)域技術(shù)的發(fā)展會(huì)提高保護(hù)區(qū)域的能力和判斷，因此診斷和恢復(fù)問題的智能電網(wǎng)可以通過區(qū)域保護(hù)技術(shù)滿足需求。

2.3 超高壓交直流電混輸技術(shù)

隨著用電量的增加，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)方案的要求越來越高，電網(wǎng)建設(shè)結(jié)構(gòu)也逐步完善。超聲波壓力直流混合力傳輸技術(shù)的應(yīng)用，為電網(wǎng)建設(shè)提供了巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要不斷提高電網(wǎng)技術(shù)水平，適應(yīng)電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的需要。超高壓直流、直流、復(fù)合輸電實(shí)際應(yīng)用技術(shù)中，純狀態(tài)在電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)中非常重要，存在相關(guān)問題時(shí)，常見的波長(zhǎng)越來越多，變壓器系電保護(hù)系統(tǒng)性能要求更高[2]。由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，它應(yīng)當(dāng)成為保護(hù)電力系統(tǒng)繼電的重要依據(jù)。

2.4 智能傳感技術(shù)

智能傳感技術(shù)的應(yīng)用將更加方便，以確保在信息收集系統(tǒng)中的應(yīng)用。該技術(shù)還應(yīng)限制開發(fā)和利用實(shí)證保護(hù)技術(shù)，并保護(hù)可以利用的余地與變壓器結(jié)合的方式。變壓器裝置在保證振動(dòng)傳感器，溫度傳感器和數(shù)據(jù)應(yīng)用裝置的同時(shí)，盡可能發(fā)揮傳感器的監(jiān)測(cè)和控制功能，進(jìn)一步保證了繼電保護(hù)的作用。同時(shí)，通過智能傳感器的檢測(cè)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，了解相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況，進(jìn)一步防止外部環(huán)境的干擾，為后續(xù)儀器提供一定的保護(hù)和相關(guān)依據(jù)[3]。智能傳感技術(shù)是相對(duì)高效的技術(shù)，在信息收集和傳輸中具有重要意義。

2.5 自身重構(gòu)技術(shù)

近年來，隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的人對(duì)保護(hù)電機(jī)提出了要求。繼電保護(hù)在一定程度上具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，隨電網(wǎng)運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)的變化而變化。電系統(tǒng)的保護(hù)還具有自我診斷，自我修復(fù)的功能。例如，當(dāng)二次電護(hù)裝置的救生元件不能正常工作時(shí)，智能型電網(wǎng)就會(huì)自動(dòng)找到合適的元件并更換，以達(dá)到自動(dòng)修理和修復(fù)的目的。針對(duì)智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀，現(xiàn)有的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)容量的要求。因此，必須科學(xué)合理地建立自身重構(gòu)技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)。

2.6 保證時(shí)間及數(shù)據(jù)同步

傳統(tǒng)的微機(jī)繼電保護(hù)驅(qū)動(dòng)各個(gè)通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過裝置內(nèi)部獨(dú)特的系統(tǒng)時(shí)鐘控制總線來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)變壓器的二次模擬值通過二次電纜連接到保護(hù)裝置上。數(shù)據(jù)采集的同步精度非常高。在更大的范圍內(nèi)，如何保持時(shí)間和數(shù)據(jù)同步將是研究的重點(diǎn)，主要是因?yàn)樯婕暗谋Ｗo(hù)將不限于一個(gè)或兩個(gè)變電站，或一個(gè)或2個(gè)設(shè)備[4]。變電站現(xiàn)有的配時(shí)采用了3種配時(shí)模式（串口配時(shí)、脈沖配時(shí)和編碼配時(shí)）。外部時(shí)間基準(zhǔn)主要以GPS時(shí)間信號(hào)為主時(shí)鐘，定時(shí)精度可達(dá)到MS級(jí)。

智能變電站網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的同步，保護(hù)，數(shù)據(jù)采集之間的信息交互和相互合作模式，如分布式電子變壓器和合并單元，電子設(shè)備，如保護(hù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，使用這種技術(shù)的精度對(duì)時(shí)鐘的每個(gè)保護(hù)裝置和數(shù)據(jù)采集單元，實(shí)現(xiàn)精確的同步時(shí)鐘，簡(jiǎn)而言之，也就是系統(tǒng)的時(shí)鐘源需要一個(gè)統(tǒng)一準(zhǔn)確的時(shí)鐘。

2.7 劃分區(qū)域結(jié)構(gòu)

該文分析了繼電保護(hù)在小范圍和區(qū)域內(nèi)應(yīng)用的可能性。系統(tǒng)中保護(hù)區(qū)的劃分，有助于對(duì)保護(hù)繼電的應(yīng)用研究。系統(tǒng)內(nèi)測(cè)量系統(tǒng)的布局，通信系統(tǒng)的重復(fù)，電網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)的系統(tǒng)的布局，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，通信裝備和二次電力保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，進(jìn)行了分析研究。這是指典型的變電站結(jié)構(gòu)模型，繼電保護(hù)布局決策系統(tǒng)的功能范圍內(nèi)和區(qū)域保護(hù)布局方案形成和分布的分級(jí)結(jié)構(gòu)。因此，智能變電站建設(shè)適應(yīng)形勢(shì)和決策職能。

2.8 調(diào)整后備保護(hù)

根據(jù)繼電保護(hù)備份配置，綜合考慮備份保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?，保護(hù)應(yīng)該有快速反應(yīng)能力，使開關(guān)策略在區(qū)域內(nèi)可行的局部保護(hù)跳閘，快速隔離故障在區(qū)域內(nèi)的保護(hù)跳閘策略，最后使保護(hù)區(qū)域內(nèi)智能電網(wǎng)、機(jī)電保護(hù)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制。

原有的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)變壓器保護(hù)判據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)電子變壓器新的傳感原理的特點(diǎn)，用新的判據(jù)或調(diào)整發(fā)展。1）在斷層帶電子變壓器不容易受到飽和的影響，但是由于電磁電流互感器飽和等原因，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作，與斷層帶的標(biāo)準(zhǔn)從TA飽和標(biāo)準(zhǔn)，所以TA飽和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以適應(yīng)保護(hù)誤動(dòng)作。2）針形模擬變壓器保護(hù)裝置的保護(hù)判據(jù)資料不豐富。在使用通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸或電子變壓器數(shù)據(jù)采集時(shí)，有必要根據(jù)再保護(hù)準(zhǔn)則對(duì)信息進(jìn)行綜合研究。這是因?yàn)樵谥悄茈娋W(wǎng)中，繼電保護(hù)獲得的信息不僅包括采集、合并單元等傳輸介質(zhì)等異常信息，還包括更大范圍的電量。

2.9 與傳統(tǒng)保護(hù)的配合

在建設(shè)過程中以及建成后，智能電網(wǎng)應(yīng)考慮不同類型保護(hù)之間的互操作性，主要是因?yàn)樗豢杀苊獾貢?huì)遇到保護(hù)協(xié)調(diào)配合的問題，如數(shù)字化變電站保護(hù)和傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)[5]。互操作性問題包括2個(gè)。1）發(fā)生在外部故障時(shí)，由于側(cè)保護(hù)電路使用電磁電流變壓器差動(dòng)保護(hù)，可能出現(xiàn)單端飽和現(xiàn)象，另一方面保護(hù)電子儀器的變壓器，防止保護(hù)誤動(dòng)作和判單端兩端飽和函數(shù)的差動(dòng)保護(hù)。2）在兩側(cè)模擬變壓器的基礎(chǔ)上，新的保護(hù)算法需要研究線路原有的差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步算法，存在兩側(cè)不同類型變壓器的數(shù)據(jù)同步問題。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)字化發(fā)展

隨著對(duì)電力的需求增加，智能電網(wǎng)的技術(shù)水平也在逐漸提高。其中還包括在電力資源的收集、傳輸和控制等方面收集和分析大量數(shù)據(jù)，以保障智能電網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定性。因此，在電力保護(hù)技術(shù)的發(fā)展過程中，數(shù)字化是主要的發(fā)展趨勢(shì)，也是智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的要求。目前，我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)在智能網(wǎng)絡(luò)中得到有效應(yīng)用。例如，智能電網(wǎng)技術(shù)中的互傳導(dǎo)裝置，可以通過一定的手段感知電網(wǎng)運(yùn)行中的問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，發(fā)揮繼電器保護(hù)功能。

3.2 自動(dòng)化發(fā)展

繼電保護(hù)技術(shù)在發(fā)展過程中有很大的局限性。在保護(hù)智能電網(wǎng)的過程中設(shè)定的保護(hù)途徑將得到保護(hù)，其余階段沒有繼承手段。即使智能電網(wǎng)全面運(yùn)行，也不能保證智能電網(wǎng)的整體系統(tǒng)相對(duì)安全。因此，繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)當(dāng)不斷提高自動(dòng)化水平，加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)的全面控制，對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行全方位保護(hù)，確保智能電網(wǎng)安全運(yùn)行。

3.3 廣域化發(fā)展

在繼電保護(hù)技術(shù)中，廣域保護(hù)被用來保護(hù)電網(wǎng)。這種技術(shù)取得了一定的效果。因此，要把各個(gè)部分結(jié)合起來，整合和分析各種信息，以保證網(wǎng)格操作過程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，利用廣域技術(shù)手段可以更快地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率，在智能電網(wǎng)技術(shù)方面也可以發(fā)揮巨大作用。

4 結(jié)語

綜上所述，智能電網(wǎng)建設(shè)實(shí)際上是中國(guó)電力系統(tǒng)的更新和完善，是中國(guó)電網(wǎng)迅速發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)的繼電器保護(hù)技術(shù)應(yīng)符合最新智能電網(wǎng)一系列技術(shù)創(chuàng)新的要求，對(duì)繼電器保護(hù)技術(shù)的發(fā)展必須進(jìn)行深入研究，才能保證智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，為了確保電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，促進(jìn)智能電網(wǎng)安全性、可信度，有必要進(jìn)行突破和創(chuàng)新，培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

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