電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀與發(fā)展探索

楊太國(guó)

摘 ?要：隨著我國(guó)電力設(shè)備數(shù)量和用電負(fù)荷的增加，電力供應(yīng)壓力越來(lái)越大，這給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來(lái)了諸多不利因素。在這一背景下，繼電保護(hù)得以迅速發(fā)展，并成為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。繼電保護(hù)出現(xiàn)之后先后經(jīng)歷了幾次換代升級(jí)，并逐漸與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，為我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行作出了突出貢獻(xiàn)。結(jié)合繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探析其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);用電負(fù)荷;人工智能

中圖分類號(hào)：TM77 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.129

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隨著電力系統(tǒng)的完善逐漸發(fā)展起來(lái)，與人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)。我國(guó)向來(lái)重視電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)，而且每個(gè)階段的發(fā)展特點(diǎn)也不相同，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)注入了新鮮的血液，使其具有更加廣闊的發(fā)展前景。

1 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的含義

繼電保護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種控制電路，當(dāng)電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組、變壓器、輸電線纜等出現(xiàn)異常后，該控制電路可自動(dòng)切斷電源，從而對(duì)電力系統(tǒng)的相關(guān)元件進(jìn)行緊急保護(hù)，避免出現(xiàn)更為嚴(yán)重的損失。近年來(lái)，不論是家用電器設(shè)備，還是企業(yè)用電設(shè)備，用電負(fù)荷都在快速增加，用電安全性也越來(lái)越低。這一用電現(xiàn)狀使得繼電保護(hù)越來(lái)越重要。

1.2 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)隔離、自動(dòng)發(fā)出故障指令等多個(gè)功能。自動(dòng)監(jiān)測(cè)指繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的電壓、電流等實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控;自動(dòng)隔離指當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)到的異常電路指標(biāo)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中隔離開來(lái)，從而避免對(duì)其他電力設(shè)備造成損害;自動(dòng)發(fā)出故障指令指繼電保護(hù)裝置將故障設(shè)備隔離之后，能夠?qū)⒐收闲盘?hào)發(fā)送給電力系統(tǒng)，從而指示技術(shù)維修人員及時(shí)消除設(shè)備故障，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)這幾個(gè)功能的闡述可以看出，繼電保護(hù)裝置在執(zhí)行基本任務(wù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)具有可靠性、靈敏性、快速性和選擇性四個(gè)特點(diǎn)?？煽啃允亲钪匾墓δ芴攸c(diǎn)，是保障上述基本任務(wù)順利完成的基礎(chǔ)。無(wú)論繼電保護(hù)裝置如何換代升級(jí)，都不能動(dòng)搖這四個(gè)特性，而且只能是在此基礎(chǔ)上來(lái)提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 ?我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

從歷史發(fā)展歷程上來(lái)看，我國(guó)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)先后經(jīng)歷了四個(gè)主要階段：①20世紀(jì)60初開始的機(jī)電式繼電保護(hù)時(shí)代。這一階段以繼電保護(hù)的學(xué)術(shù)研究、教學(xué)、設(shè)計(jì)、制造為重點(diǎn)，為此后的繼電保護(hù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。②20世紀(jì)60年代末期開始的晶體管繼電保護(hù)時(shí)代。在這一時(shí)期，晶體管繼電保護(hù)逐漸盛行，并應(yīng)用在葛洲壩的電力系統(tǒng)中，至此開啟了我國(guó)自主生產(chǎn)繼電保護(hù)裝置的新時(shí)代。③20世紀(jì)70年代中后期開始的集成繼電保護(hù)時(shí)代。這一階段是在集成運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，使我國(guó)的繼電保護(hù)研究進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。④21世紀(jì)之后開始的自動(dòng)化、智能化繼電保護(hù)時(shí)代。這一階段的繼電保護(hù)裝置功能更加齊全，并向著自動(dòng)化、智能化、微機(jī)化的方向發(fā)展。從上述繼電保護(hù)的四個(gè)發(fā)展階段可以看出，繼電保護(hù)經(jīng)歷了一個(gè)從分散到集成、從低級(jí)到智能的發(fā)展之路，當(dāng)前的繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性方面已做足功夫，下一步就是如何在安全、可靠的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升繼電保護(hù)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行更加深入細(xì)致的研究。

3 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 ?自動(dòng)化

隨著繼電保護(hù)的迅速發(fā)展，其與數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合度越來(lái)越高，不斷擴(kuò)大的電力系統(tǒng)也對(duì)繼電保護(hù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、控制提出了新的要求。有了其他學(xué)科技術(shù)的加入，繼電保護(hù)必將在自動(dòng)化水平方面得到顯著提升，并借助計(jì)算機(jī)和數(shù)字化成熟技術(shù)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的資源共享和信息集成，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的保護(hù)屏控制模式，降低地面建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行。

3.2 ?計(jì)算機(jī)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)無(wú)疑是21世紀(jì)發(fā)展最為迅速的一種先進(jìn)技術(shù)，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)研究也必然將與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)，為電力系統(tǒng)的硬件實(shí)施和模塊化功能構(gòu)建一個(gè)可靠的平臺(tái)。微機(jī)保護(hù)不僅在保護(hù)形式上更加豐富，而且在可靠性上也大大提升，極大地提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。微型計(jì)算機(jī)芯片的集成度一般每隔一年就會(huì)翻新一次，這樣可以提升計(jì)算機(jī)硬件性能，價(jià)格也隨之下跌，為計(jì)算機(jī)硬件的推廣使用創(chuàng)造良好的社會(huì)環(huán)境。

未來(lái)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化還將向著強(qiáng)大通信性、全方位調(diào)控、信息處理、資源整合的方向發(fā)展，為繼電保護(hù)的更新和完善帶來(lái)新的技術(shù)契機(jī)。

3.3 ?智能化

人工智能技術(shù)是近年來(lái)諸多學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，人工智能是多種智能優(yōu)化的統(tǒng)稱，包括遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等。這些新興的智能技術(shù)采用新的控制原理，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的智能化發(fā)展將更加可靠，提高自身對(duì)不確定因素的判斷能力，從而使繼電保護(hù)裝置發(fā)揮更大的作用。

3.4 ?網(wǎng)絡(luò)化

電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是其與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合之后的一種表現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)化可以使資源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，從而提高信息可控性，實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)。這種建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)之上的繼電保護(hù)技術(shù)使得分站網(wǎng)絡(luò)管理成為可能，未來(lái)的研究熱點(diǎn)將集中在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性方面。

3.5 ?系統(tǒng)化

未來(lái)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不再是單一的保護(hù)裝置，而是趨向一個(gè)更加完善的系統(tǒng)，需要多個(gè)部門的協(xié)調(diào)配合才能共同發(fā)揮繼電保護(hù)作用。首先，繼電保護(hù)技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)維修、養(yǎng)護(hù)部門提出了新的要求，其智能化、自動(dòng)化的發(fā)展特點(diǎn)使得電力系統(tǒng)維護(hù)部門需要不斷改進(jìn)自身的技術(shù)水平，加強(qiáng)新知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的積累。針對(duì)現(xiàn)代繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)，需要對(duì)相關(guān)部門的工作人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，確保工作人員能夠科

學(xué)、高效地開展各項(xiàng)工作。此外，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)高速發(fā)展的今天，電力企業(yè)也應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)設(shè)備選擇和解決相關(guān)問(wèn)題的能力，注意繼電保護(hù)技術(shù)的綜合應(yīng)用?，F(xiàn)代化的電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)以繼電保護(hù)選型為發(fā)展基礎(chǔ)，針對(duì)企業(yè)的實(shí)際狀況和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，努力收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，為繼電保護(hù)裝置的故障排除和技術(shù)應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和家用電器的增多，家庭用電和企業(yè)用電負(fù)荷越來(lái)越大，用電安全逐漸受到人們的關(guān)注，繼電保護(hù)的應(yīng)用提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證了企業(yè)用電和家庭用電的安全性，成為電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。隨著繼電保護(hù)裝置的功能愈加完善，其在電力系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)研究只有抓住時(shí)代發(fā)展契機(jī)，逐漸向著智能化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，才能開辟出一條新的發(fā)展之路，使繼電保護(hù)裝置的功能越來(lái)越強(qiáng)大，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行作出更加突出的貢獻(xiàn)，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展。我們有理由相信，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的未來(lái)必定是一片光明。

參考文獻(xiàn)

[1]張芝雨.企業(yè)應(yīng)用中電力系統(tǒng)與繼電保護(hù)基本概念的分析與探討[J].企業(yè)研究，2013（04）：179.

[2]孫文革.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r綜述[J].電子世界，2013（21）：49，51.

[3]高秀青.結(jié)合武清電網(wǎng)實(shí)際論電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電力技術(shù)，2010（Z1）：5-7，70.

[4]蒙進(jìn).關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的具體分析[J].民營(yíng)科技，2014（10）：70.

[5]徐微.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景展望[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（23）：108-109.

〔編輯：王霞〕