电力系统继电保护技术发展趋势研究

来源:用户上传      作者: 邱继忠

　　摘 要：电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置。本文主要阐述继电保护基本概念、任务、发展历程、发展趋势以及保证继电保护安全运行的措施。
　　关键词：电力系统；继电保护；技术；发展；研究
　　中图分类号：U224.4 文献标识码：A
　　电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置，研究继电保护技术发展趋势，可以更好地提高继电保护的技术水平，对电力系统发展意义重大。
　　1 电力系统继电保护概述
　　1.1 继电保护基本概念
　　在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。
　　电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
　　1.2 继电保护在电力系统中的任务
　　电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响；并满足电力系统的某些特定要求，能够反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
　　2 继电保护发展历程
　　继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速，电网结构越来越复杂，短路容量不断增大，到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置，在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护，出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快，微处理机和微型计算机的普遍应用，极大地推动了数字式继电保护技术的开发，大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
　　3 电力系统继电保护的发展趋势
　　随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信——体化发展。
　　3.1 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。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一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。
　　3.2 网络化
　　计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。
　　3.3 智能化
　　随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
　　4 保证继电保护安全运行的措施
　　4.1 做好常规巡视检查
　　不论何种保护，常规巡视检查都是非常重要的，清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等，将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
　　4.2 做好继电保护装置检验
　　认真完成各类检验项目，在完成整组试验和电流回路升流试验，严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。
　　4.3 接地问题
　　继电保护工作中接地问题是非常突出的，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。
　　结语
　　综上所述，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化，只有了解和掌握继电保护技术，才能更好地处理遇到的问题，保证电力系统安全运行。
　　参考文献
　　[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社.2009.
　　[2]高亮.电力系统微机继电保护[M].北京：中国电力出版社.2007.
　　[3]霍利民.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社.2008.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-4064734.htm