繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展方向

摘 要 本文針對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置與應(yīng)用進(jìn)行了闡述，進(jìn)而提出了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)將向計(jì)算機(jī)化；網(wǎng)絡(luò)化；智能化；保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞 繼電保護(hù)技術(shù)；配置與應(yīng)用；發(fā)展方向

中圖分類(lèi)號(hào) TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0163-01

繼電保護(hù)技術(shù)是維持電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的一項(xiàng)核心技術(shù)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電氣元件一旦出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，斷電不可避免，這將對(duì)居民正常的生產(chǎn)生活造成非常嚴(yán)重的影響。繼電保護(hù)系統(tǒng)以繼電保護(hù)技術(shù)作為支撐能夠在第一時(shí)間準(zhǔn)確的判斷出電氣元件的故障所在地，并對(duì)電力元件的故障及時(shí)的做出反應(yīng)，向值班人員做出示警，并且能夠準(zhǔn)確、迅速地將電力系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障的電氣元件與整個(gè)電力系統(tǒng)相隔離。保護(hù)電力系統(tǒng)內(nèi)部不受故障的影響造成損失。同時(shí)對(duì)提高故障排除工作的效率，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行發(fā)揮著積極的

作用。

1 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置與應(yīng)用

1.1 繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)

繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護(hù)裝置主要任務(wù)就是：當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，能夠安全 、完整地偵查整個(gè)線(xiàn)路的各種設(shè)備的運(yùn)行情況，為值班人員提供了準(zhǔn)確可靠的相關(guān)的運(yùn)行依據(jù)；在供電系統(tǒng)因意外原因產(chǎn)生故障的時(shí)候，就要自動(dòng)、迅速、并且是有選擇地切斷發(fā)生故障部分的電源，而要確保那些沒(méi)有發(fā)生故障的部分能夠繼續(xù)正常運(yùn)行；在整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的工作運(yùn)行狀況的時(shí)候，它要能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)或警報(bào)，使值班人員能夠得到通知，并且能夠盡快做出相應(yīng)的處理。

1.2 繼電保護(hù)裝置的最基本條件

1）要有很高的靈敏度。通常情況下是用靈敏系數(shù)來(lái)對(duì)保護(hù)裝置的靈敏度進(jìn)行衡量。在繼電保護(hù)裝置的工作范圍之內(nèi)，無(wú)論在何處發(fā)生短路、也不論短路點(diǎn)的性質(zhì)如何，保護(hù)裝置都要產(chǎn)生保護(hù)作用；但是如果在保護(hù)區(qū)之外區(qū)域發(fā)生了故障時(shí)，保護(hù)裝置就不應(yīng)該發(fā)生不正確的動(dòng)作。

2）要有很高的可靠度。不能滿(mǎn)足可靠性要求的保護(hù)裝置，反而就會(huì)變成將事故擴(kuò)大或者是造成故障的的直接根源。要想確保裝置動(dòng)作有很高的可靠度，就必須要確保保護(hù)裝置的在設(shè)計(jì)原理、相關(guān)計(jì)算、以及安裝調(diào)試方面都是非常準(zhǔn)確的；在這同時(shí)還要求組成保護(hù)裝置的各元件在質(zhì)量方面高度可靠、在運(yùn)行中維護(hù)要得當(dāng)、而且系統(tǒng)在簡(jiǎn)化的同時(shí)要有效，這樣就可以在很大程度上提高了保護(hù)裝置的可靠度。

3）要有選擇性。當(dāng)整個(gè)供電系統(tǒng)部分區(qū)域發(fā)生理了故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置要能夠有選擇地將發(fā)生故障的相應(yīng)部分關(guān)閉。最首要的就是切斷距離故障發(fā)生點(diǎn)最近的電器，進(jìn)而可以保證整個(gè)系統(tǒng)中其它的沒(méi)有發(fā)生故障部分能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。

4）反應(yīng)速度要快。保護(hù)裝置咋發(fā)生線(xiàn)路故障的時(shí)候要盡可能快地切斷短路區(qū)域的故障。減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備造成損壞程度一個(gè)很好的方法就是縮短切除故障的時(shí)間，加快整個(gè)系統(tǒng)電壓的快速修復(fù)，也就有利的為電氣設(shè)備自啟動(dòng)創(chuàng)造了條件，而起還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行相關(guān)的穩(wěn)定性。

1.3 保護(hù)裝置的應(yīng)用

繼電保護(hù)裝置已經(jīng)在工廠、企業(yè)的高壓供電系統(tǒng)、 變電站等方面得到廣泛的應(yīng)用，主要是用它來(lái)進(jìn)行高壓供電系統(tǒng)線(xiàn)路以及電容器的保護(hù)等。高壓供電系統(tǒng)在母線(xiàn)繼電保護(hù)裝置的相關(guān)應(yīng)用，在那些不是并列運(yùn)行的分段母線(xiàn)要裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但這也只是在斷路器合閘的一瞬間投入，合閘后就會(huì)自動(dòng)解除。變電站繼電保護(hù)裝置的主要應(yīng)用有：1）母聯(lián) 保護(hù)：要同時(shí)安裝限時(shí)電流速斷 保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)裝置。2）電容器保護(hù)：對(duì)電容器的進(jìn)行保護(hù)，主要包括過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)及失壓保護(hù)、零序電壓保護(hù)。3）線(xiàn)路保護(hù)：大多是采用二段式或者是三段式的電流保護(hù)，其中一段式多是電流速斷保護(hù)，二段式為限時(shí)電流速斷保護(hù)，三段式則為過(guò)電流保護(hù)。4）主變保護(hù)：主變保護(hù)也主要包括主保護(hù)和后備保護(hù)兩部分。隨著相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展，微機(jī)保護(hù)的裝置也被漸漸地投入到使用，微機(jī)保護(hù)也展現(xiàn)出豐富多彩、各顯神通的局面，然而基本的原理及目的都是基本相一致的。

2 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 智能化方向

隨著時(shí)間的發(fā)展，人工智能技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域，也已開(kāi)始了在繼電保護(hù)領(lǐng)域相關(guān)應(yīng)用的研究?？梢钥吹降氖?，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域一定會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，用它來(lái)解決常規(guī)方法不能解決的問(wèn)題。

2.2 一體化方向

保護(hù)裝置在智能化的基礎(chǔ)上，實(shí)際上就相當(dāng)于一臺(tái)多功能高性能的計(jì)算機(jī)，也就是整個(gè)電力系統(tǒng)上的一個(gè)智能終端。它就能夠從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的相關(guān)的所有信息和數(shù)據(jù)。也能夠?qū)⑺@得的信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一個(gè)其他終端。就這樣，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不僅可以完成繼電保護(hù)的相關(guān)功能，也可以在正常運(yùn)行的情況下，就可以用它來(lái)完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信的功能，也就是實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

2.3 自適應(yīng)控制技術(shù)方向

自適應(yīng)繼電保護(hù)是一種能夠根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障發(fā)生的狀態(tài)變化而實(shí)時(shí)改變保護(hù)方向的新型繼電保護(hù)。它具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等方面的顯著優(yōu)點(diǎn)，在輸電線(xiàn)路的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用前景。

2.4 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)方向

隨著技術(shù)的發(fā)展，變電站正面臨著一場(chǎng)技術(shù)創(chuàng)新。使繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的完美結(jié)合已成為可能，它集中體現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)程控制與信息共享。是以遠(yuǎn)終端單微機(jī)保護(hù)裝置作為核心，將變電站的控制、信號(hào)、測(cè)量、計(jì)費(fèi)等相關(guān)設(shè)備納入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，代替了傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏，就可以有效的降低變電站的占地面積和設(shè)備投資，也就提高了二次系統(tǒng)的可靠度。

2.5 網(wǎng)絡(luò)化方向

作為信息和數(shù)據(jù)通信工具的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)早已成了信息時(shí)代技術(shù)支柱，人類(lèi)生產(chǎn)和生活的面貌發(fā)生了巨大的變化。它不僅給各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)深刻的影響，而且還為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。截至目前，除了部分設(shè)施外，所有繼電保護(hù)裝置都僅限于反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量，而它的保護(hù)的作用也僅僅是切除發(fā)生故障元件，以減小事故的影響范圍。這都是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段所導(dǎo)致的。網(wǎng)絡(luò)化就是要使每個(gè)被保護(hù)的元器件都能夠共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息和數(shù)據(jù)，各個(gè)單元與重合閘裝置能夠協(xié)調(diào)動(dòng)作的進(jìn)行這些信息和數(shù)據(jù)的的分析，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。顯而易見(jiàn)的是，要實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)，首要條件就是要將整個(gè)系統(tǒng)的各主要設(shè)備的保護(hù)裝置利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加以聯(lián)接起來(lái)，也就是實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。在現(xiàn)在條件下，這是完全可以實(shí)現(xiàn)的。而對(duì)于平常的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的益處。繼電保護(hù)裝置能夠收集到的信息愈多，就會(huì)對(duì)故障性質(zhì)以及發(fā)生故障的位置的判斷和故障距離的檢測(cè)就會(huì)更加準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理進(jìn)行研究已經(jīng)過(guò)去了很長(zhǎng)的時(shí)間，也取得了很好的效果，但是真正做到實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，就必須要得到更多的系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)生故障的信息，只有在實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能夠做到這一點(diǎn)。

2.6 計(jì)算機(jī)化方向

電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求是越來(lái)越高的，在保護(hù)基本的功能外，還要能夠容納大量的故障信息和數(shù)據(jù)，高速的數(shù)據(jù)處理功能以及強(qiáng)大的通信能力。還要能夠與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源共享能力、高級(jí)語(yǔ)言編程等相關(guān)方面。

3 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)裝置向著微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但是要如何能夠更好地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的要求，進(jìn)一步提升繼電保護(hù)的可靠度，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，還需要更深入的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]喬澤慧，楊海云.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，17.

[2]韓俊婆，張秋波.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，10.

[3]唐海浪.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2009，10.

[4]劉艷麗，張珩.供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)研究[J].中國(guó)電子商務(wù)，2010，9.

[5]王世平.試論繼電保護(hù)[J].中國(guó)科技博覽，2010，10.

[6]夏天.中國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀探析[J].商品與質(zhì)量·前沿觀察，2010，1.

[7]郭斌.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展[J].中國(guó)電力教育，2007，z2.

[8]梁宇.基于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的研究[J].科學(xué)之友，2010，6.