电力系统继电保护技术现状及发展趋势
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摘要：电力产业是我国最为重要的基拙性产业之一，特别是在用电需求不断增长的今天，电力系统的飞速发展对于继电保护也提出了更多的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。因此，如何在高效供电的前提下保证电能供给的平稳性已成为目前电力系统重点研究的技术课题之一，而加强继电器的保护及维护则成为实现电能平稳、高效供给的一项有力保障。
关键词：电力系统；继电保护；发展趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
随着我国社会发展对电力的需求量越来越大，以及人们对供电可靠性提出的要求越来越高，加强电力系统的安全稳定运行管理就显得迫在眉睫。在当前的电力系统运行中，一般也会利用继电保护装置来实现电力系统的保护措施。在实践中，继电保护技术在电力系统中的应用极大地保障了电力系统的安全运行。随着科学技术的不断进步，电力系统也在不断地发生变革，电力系统继电保护技术也在不断地发展。
一、我国继电保护的发展现状
随着电力系统的发展，电网结构日趋复杂，熔断器作为最简单的保护装置早已满足不了继电保护选择性和快速性的要求。改革开放后，我国断电保护和继电保护技术开始萌芽，20世纪80年代，晶体管继电保护得到了大力发展和应用。1984年，输电线路微机保护装置通过鉴定，开始应用于电力系统中。自此之后，90年来以来不同原理和不同种类的继电保护装置一一出现，经过多番研究和分析，微机保护的性能较为完善，已经成为电力系统保护。调度。监控和通信等自动化系统的重要构成部分。
二、继电保护的任务
（一）当被保护的电力设备发生故障时，应该由该设备的继电保护装置自动地、迅速地、有选择地向离故障设备最近的断路器发出跳闸命令，将故障设备从电力系统中切除，保证无故障设备继续运行，并防止故障设备继续遭到破坏及扩大故障范围。
（二）当电力系统不能正常运行时，可以根据非正常的工作情况和设备运行维护的条件的差异，发出求救信号，使得值班人员能够及时的采取相应的措施，或者由装置自动进行调整（如减负荷），避免由于干扰和不必要的动作而引起的误动作。反应不正常工作状态的继电保护，一般情况下都不需要立即动作，可带一定的延时。
（三）继电保护与自动重合闸装置配合，可在输电线路发生瞬时性故障时，迅速恢复故障线路的正常运行，从而提高供电的可靠性。
三、继电保护常见的故障分析
（一）电流互感器饱和故障
电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。随着配电系统设备终端负荷的不断增容，如果发生短路，则短路电流会很大。如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时，电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。在常态短路情况下，电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大，当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。在线路短路时，由于电流互感器的电流出现了饱和，而再次感应的二次电流小或者接近于零，也会导致定时限过流保护装置无法展开动作。当在配电系统的出口线过流保护拒绝动作时而导致配电所进口线保护动作了，则会使整个配电系统出现断电的状况。
（二）电压互感器故障
电压互感器二次电压回路在运行中出现故障是继电保护工作中的一个薄弱环节。作为继电保护测量设备的起始点，电压互感器对二次系统的正常运行非常重要，PT二次回路设备不多，接线也不复杂，但PT二次回路上的故障却不少见。由于PT二次电压回路上的故障而导致的严重后果是保护误动或拒动。据运行经验，PT二次电压回路异常主要集中在以下几方面：PT二次中性点接地方式异常；表现为二次未接地(虚接)或多点接地。二次未接地(虚接)除了变电站接地网的原因，更多是由接线工艺引起的。这样PT二次接地相与地网间产生电压，该电压由各相电压不平衡程度和接触电阻决定。这个电压叠加到保护装置各相电压上，使各相电压产生幅值和相位变化，引起阻抗元件和方向元件拒动或误动。
（三）微机继电保护装置故障
常见的微机继电保护装置主要包括：①干扰与绝缘因素。由于微机继电保护装置受到外界的干扰比较大，加上设备自身具有明显的绝缘性，因此，在出现干扰的情况下，将会对微机继电保护装置的使用性能造成严重的影响。②电源、静量静电尘埃问题。在电源的输出功率无法符合标准的情况下，将会严重影响微机继电保护装置的逻辑配合能力，降低微机继电保护装置逻辑功能的判断准确性。
（四）开关保护设备的选择不当
在继电保护中，开关保护设备的选择是比较重要的一项工作，在没有实现继电保护自动化的开关站内，我们可以更多的采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护的设备。
四、继电保护的维护要点
（一）变压器后备保护措施
针对变压器后备保护中存在的设备烧毁问题，应从提高设备瞬时大电流耐受能力、强化低侧保护性能等方面着手从而使故障得以预防，定期对短路灵敏器进行检修，确保其在事故发生时能及时切断电流。同时，应延长过流保护延时时间，在事故发生后为故障排除留出充分时间。此外，还应注意科学选取合理的CT安装位置，并确保各继保对象均有持续的直流电供应。
（二）微机保护
微机线路保护装置要能正常工作起来，还需要有一套完整的指挥和控制软件，微机的保护装置软件大致可分为保护软件和接口软件两大部分。保护软件是根据线路保护原理编写的以实现其保护功能的程序，包括初始化程序、调试程序、自检监视程序、采样管理程序、模拟量测量程序、故障记录程序、定值管理程序、故障滤波程序、事件记录程序等（基础软件），继电器软件“模块”和程序逻辑软件（保护软件）。接口软件是指能响应工作人员在控制面板上的可操作指令的软件，即人机接口软件。其程序一般分为管理监控程序和运行程序，操作者像操作电脑一样可通过保护装置的控制面板的功能键或功能菜单来选择执行某一部分程序。
（三）严格把握技术管理要求
在电力系统继电保护及维护环节中，存在一系列相关规定，这是技术人员在实际操作中所必须遵循的。在进行检修的过程中，必须依照状态检修原则，有重点、有次序的开展操作。同时，需严格依照相关技术管理规定展开工作，确保继电保护能够满足电力系统运行的需求。
（四）完善设备管理信息系统
为了能够在一定程度上防范由于硬件因素或者是软件因素对继电保护系统的可靠性造成的负面影响，就需要将继电保护系统纳入到设备的管理信息系统范畴之内。而在设备的管理信息系统内，则需要对继电保护系统的所有相关软硬件发生的变化进行详细的记录，通过详细的记录，从而为继电保护的状态检修提供可靠的、有效的数据支撑。
五、继电保护的未来发展
（一）计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。
（二）智能化
近些年来，人工智能技术发展迅速，如遗传算法、神经网络法、进化规律、模糊逻辑等，已经应用于电力系统的各个领域，继电保护领域也开始进行研究。例如由于距离保护难以对故障位置进行正确判断，容易造成输电线两侧系统电势电阻误动或拒动。如果使用神经网络法，通过大量故障样本训练，样本只要对各种情况进行充分考虑，就可以在故障发生时进行正确判断。其他人工智能技术也有解决复杂问题的能力。可想而知，人工智能技术会在未来的继电保护领域得到广泛应用。
（三）继电保护网络化
由于缺少强有力的数据通信手段，所以到目前为止，现有的继电保护装置除纵联保护装置和差动保护装置以外，仅仅只能反映出被保护安装处的电气量，继电保护的功能也仅仅是将故障元件的报警切除，最大限度的减小由于事故而造成的影响；继电保护中的各个保护单元还不能共享整个系统中的运行以及故障信息等方面的数据，每个独立的保护单元与重合闸装置就不能实现协调地处理这些信息和数据，系统的安全持续运行也就不能很好保证。
（四）电力系统继电保护的控制
在变电所中，综合了现代计算机技术、网络技术、自动化技术、通信技术，
为改变当前的变电站中的控制、监控、计量装置和系统分割的现状，提供了系统集成和优化组合的技术基础。在高压以及超高压方面正经历着一场技术变革。以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。
（五）电力系统继电保护的保护
自适应控制技术在继电保护方面可以定义为能够根据电力系统运行方式以及故障的状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。在自适应继电保护中，其主要的功能就是使保护能够最大限度的和电力系统的各种变化相适应,使得保护性能能够进一步的提高。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣,是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。
结束语
继电保护及维护技术在供配电网运作过程中发挥着十分重要的作用，必须保证保护装置运行良好，方能确保供电系统良好运营。并且随着科学技术的进一步发展，伴随着网络技术、计算机技术、自适用技术等应用，电力系统继电保护将更加朝着灵活、可靠、安全的方面发展，从而保证电力系统的稳定的运行。
参考文献：
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