電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀與對策思考

陳　靜

[摘要]簡單回顧我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀,并對其保護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]繼電保護(hù) 作用 組成 現(xiàn)狀 發(fā)展

中圖分類號:TM7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0810191-01

如今,繼電保護(hù)是保障電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要組成部分,繼電保護(hù)裝置廣泛使用在變電站和斷路器上,用于監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),記錄故障類型,控制斷路器工作。在電力系統(tǒng)中,繼電保護(hù)的作用在于:當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí),該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,從而滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求,改善繼電保護(hù)裝置的性能,提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大和等級的不斷提高,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜,對繼電保護(hù)的要求也越來越高。

一、繼電保護(hù)的作用與組成

當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,以保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行,并使故障件免于繼續(xù)遭受損害;當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),繼電保護(hù)應(yīng)能及時(shí)反應(yīng),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件,而動(dòng)作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作,而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。繼電保護(hù)的組成一般由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀[2]

(一)微機(jī)在繼電保護(hù)中的大量普及。微機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢是利用微型計(jì)算機(jī)極強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯處理能力,能夠應(yīng)用許多獨(dú)特、優(yōu)秀的原理和算法,從而提高保護(hù)的性能。因此,近些年來我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)化率越來越高,特別是以高壓以上的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)。

(二)繼電保護(hù)與前沿技術(shù)相結(jié)合。當(dāng)今繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)開始逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化。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,其與繼電保護(hù)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護(hù)要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),使得各個(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,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要電氣設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來,即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)在微機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)開始實(shí)施,但是它還處于起步階段,要實(shí)現(xiàn)我國微機(jī)保護(hù)的全面網(wǎng)絡(luò)化,還需要廣大繼保人員的不懈努力。

(三)使用人工智能(AI)、自適應(yīng)控制算法等先進(jìn)手段。人工智能技術(shù)(如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN等)被廣泛地應(yīng)用于求解非線性問題,較之于傳統(tǒng)方法有著不可替代的優(yōu)勢。眾所周知,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是一種普遍的離散控制,分布于系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,而對系統(tǒng)狀態(tài)(正?；蚴鹿?進(jìn)行判斷,即狀態(tài)評估,是實(shí)現(xiàn)保護(hù)正確動(dòng)作的關(guān)鍵。由于AI的邏輯思維和快速處理能力,AI已成為在線狀態(tài)評估的重要工具,越來越多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的多個(gè)方面中,特別是繼電保護(hù)方面,其在控制、管理及規(guī)劃等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。自適應(yīng)繼電保護(hù)的概念始于20世紀(jì)80年代,它被定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的變化而實(shí)時(shí)改變保護(hù)性能、特性或定值的新型繼電保護(hù),其基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化,進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn),因此,如今在輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和自動(dòng)重合閘等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

三、確保繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施[3]

(一)繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)應(yīng)注意的問題。在繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)過程中必須注意:將整組試驗(yàn)和電流回路升流試驗(yàn)放在本次檢驗(yàn)最后進(jìn)行,這兩項(xiàng)工作完成后,嚴(yán)禁再拔插件﹑改定值﹑改定值區(qū)﹑改變二次回路接線等工作網(wǎng)。電流回路升流和電壓回路升壓試驗(yàn),也必須在其它試驗(yàn)項(xiàng)目完成后最后進(jìn)行。在定期檢驗(yàn)中,經(jīng)常在檢驗(yàn)完成后或是設(shè)備進(jìn)人熱備狀態(tài),或是投入運(yùn)行而暫時(shí)沒負(fù)荷,在這種情況下是不能測負(fù)荷向量和打印負(fù)荷采樣值的。

(二)定值區(qū)問題。微機(jī)保護(hù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以有多個(gè)定值區(qū),這極大方便了電網(wǎng)運(yùn)行方式變化情況下的定值更改問題。但是還必須注意的是定值區(qū)的錯(cuò)誤對繼電工作來說是一大忌,必須采用嚴(yán)格的管理和相應(yīng)的技術(shù)手段來確保定值區(qū)的正確性。采取的措施是,在修改完定值后,必須打印定值單及定值區(qū)號,注意日期﹑變電站﹑修改人員及設(shè)備名稱,并重點(diǎn)在繼電保護(hù)工作記錄中注明定值編號,避免定值區(qū)出錯(cuò)。

(三)一般性檢查。不論何種保護(hù),一般性檢查都是非常重要的,但是,在現(xiàn)場也是容易被忽略的項(xiàng)目,應(yīng)該認(rèn)真去做。一般性檢查大致包括以下兩個(gè)方面:首先清點(diǎn)連接件是否緊固焊接點(diǎn)是否虛焊機(jī)械特性等?，F(xiàn)在保護(hù)屏后的端子排端子螺絲非常多,特別是新安裝的保護(hù)屏經(jīng)過運(yùn)輸搬運(yùn),大部分螺絲已經(jīng)松動(dòng),在現(xiàn)場就位以后,必須認(rèn)認(rèn)真真一個(gè)不漏地緊固一遍,否則就是保護(hù)拒動(dòng),誤動(dòng)的隱患。其次是應(yīng)該將裝置所有的插件拔下來檢查一遍,將所有的芯片按緊,螺絲擰緊并檢查虛焊點(diǎn)。在檢查中,還必須將各元件保護(hù)屏﹑控制屏﹑端子箱的螺絲緊固作為一項(xiàng)重要工作來落實(shí)。

(四)接地問題。繼電保護(hù)工作中接地問題是非常突出的,大致分以下兩點(diǎn):首先,保護(hù)屏的各裝置機(jī)箱屏障等的接地問題,必須接在屏內(nèi)的銅排上,一般生產(chǎn)廠家已做得較好,只需認(rèn)真檢查。最重要的是,保護(hù)屏內(nèi)的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng),應(yīng)該用較大截面的銅鞭或?qū)Ь€可靠緊固在接地網(wǎng)上,并且用絕緣表測電阻是否符合規(guī)程要求。

(五)工作記錄和檢查習(xí)慣。工作記錄必須認(rèn)真、詳細(xì),真實(shí)地反映工作的一些重要環(huán)節(jié),這樣的工作記錄應(yīng)該說是一份技術(shù)檔案,在日后的工作中是非常有用的。繼電保護(hù)工作記錄應(yīng)在規(guī)程限定的內(nèi)容以外,認(rèn)真記錄每一個(gè)工作細(xì)節(jié)、處理方法。工作完成后認(rèn)真檢查一遍所接觸過的設(shè)備是一個(gè)良好的習(xí)慣,它往往會發(fā)現(xiàn)一些工作中的疏漏,對于每一位繼電保護(hù)工作人員來說都應(yīng)該養(yǎng)成這一良好的工作習(xí)慣。

四、結(jié)束語

中國的電力工業(yè)作為國家最重要的能源工業(yè),一直處于優(yōu)先發(fā)展的地位,電力企業(yè)的發(fā)展也是令人矚目的。隨著我國社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全國聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施,電網(wǎng)將處于一個(gè)更加快速發(fā)展的機(jī)遇期,而繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的安全衛(wèi)士,必須同時(shí)把它的發(fā)展戰(zhàn)略提到一個(gè)新的高度,以確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和國民經(jīng)濟(jì)的長期、快速、穩(wěn)步增長。

參考文獻(xiàn):

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[3]王維儉,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,1991.