電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

孫龍

摘 要：目前，我國(guó)只有確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可持續(xù)性，才能滿足社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力資源的需求。就我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)，展望了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，以期為我國(guó)各行業(yè)的發(fā)展以及人們的日常生活提供更加便利、安全的電力資源。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；原理性缺陷；接地故障

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.066

繼電保護(hù)是為了防止電力系統(tǒng)在發(fā)電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)偶發(fā)性安全事故而出現(xiàn)的保障技術(shù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)得到了一定的提升。本文簡(jiǎn)要分析了我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀，并就其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，以期提升我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的效率和水平，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)不斷向著現(xiàn)代化、科技化、安全化和經(jīng)濟(jì)化的方向發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

1.1 裝置原理方面

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置存在一定的原理性缺陷，常見的有設(shè)計(jì)不合理、接線錯(cuò)誤、質(zhì)量不合格、誤整定、誤接線、誤碰、調(diào)試質(zhì)量不合格等。因此，在實(shí)際工作中，電力企業(yè)必須層層把關(guān)，充分了解和掌握繼電保護(hù)裝置的原理，并全面檢查相關(guān)設(shè)備。如果發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備存在原理性缺陷，則應(yīng)及時(shí)聯(lián)系相關(guān)部門消除缺陷，從而確保繼電保護(hù)裝置發(fā)揮應(yīng)有的功能，保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 系統(tǒng)溫度方面

溫度過高會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置老化甚至燒毀，進(jìn)而導(dǎo)致電力輸送受阻。一般情況下，繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行年限為10年，但受到制造工藝、性能、運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，常導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行期限內(nèi)出現(xiàn)老化、插件燒毀等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致整個(gè)電力輸送網(wǎng)絡(luò)停滯。因此，電力企業(yè)應(yīng)確保繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的管理和控制，最大限度地使運(yùn)行環(huán)境滿足設(shè)備的運(yùn)行要求。比如，可采取散熱、驅(qū)潮等措施，并在室內(nèi)懸掛窗簾，以免因繼電保護(hù)裝置受到陽(yáng)光直射而出現(xiàn)老化等現(xiàn)象。此外，工作人員還要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的巡視和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在異常的裝置時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門，并盡量在最短的時(shí)間內(nèi)分析、解決問題。此外，在處理?yè)p壞的繼電保護(hù)裝置時(shí)，要盡量找到存在故障零部件，并更換損壞的插件或芯片，從而降低維修成本。

1.3 直流回路方面

在繼電保護(hù)工作中，直流回路存在的問題大體可分為直流回路短路和接地故障、操作回路故障和信號(hào)回路故障。在這3種問題中，原因分析和處理操作最復(fù)雜的是直流系統(tǒng)的接地故障。當(dāng)直流系統(tǒng)中的2點(diǎn)出現(xiàn)接地故障時(shí)，易造成電力系統(tǒng)短路、繼電保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)等。因此，在查找直流回路接地故障的原因時(shí)，最有效的方法是拉路法，且采用該方法停電的時(shí)間<3 s。采用該方法的查找缺陷的原則為由信號(hào)回路到保護(hù)（控制）回路、由低電壓等級(jí)至高電壓等級(jí)、由室外到室內(nèi)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著電力科技的不斷發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)將向著網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化、綜合自動(dòng)化、智能化和虛擬化的方向不斷邁進(jìn)。

2.1 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)逐漸成為了繼電保護(hù)的主要方式之一。其綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和微機(jī)保護(hù)技術(shù)等，可保證繼電系統(tǒng)中變壓器、線路、母線的安全運(yùn)行，不僅提升了電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息共享水平，還提高了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的效率。隨著計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)保護(hù)水平在不斷提高，繼電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也在日趨完善，從而有效提高了繼電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的安全性和可靠性。比如，天津大學(xué)已經(jīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出了分布式母線保護(hù)原理。這一原理有效提高了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化水平，也提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2.2 計(jì)算機(jī)化發(fā)展

目前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)在社會(huì)各行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)不僅可保障電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的效率和安全，還能降低電網(wǎng)運(yùn)行的成本。因此，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化發(fā)展勢(shì)在必行，是不可逆轉(zhuǎn)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)中硬件的性能將成倍提升、價(jià)格將不斷下降、安裝將更加便捷，軟件系統(tǒng)的模塊化水平、可靠性、靈活性和性價(jià)比也將越來越高，從而使繼電保護(hù)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)空間更大，最終滿足日漸提高的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

2.3 綜合自動(dòng)化發(fā)展

目前，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)涉及電力技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。通過對(duì)這些技術(shù)的綜合開發(fā)和應(yīng)用，為電力系統(tǒng)變電站的保護(hù)、控制、監(jiān)視、系統(tǒng)分割和計(jì)量等工作提供了更加全面、優(yōu)化、系統(tǒng)的升級(jí)方式。而機(jī)械自動(dòng)化是目前各行業(yè)的發(fā)展方向，因此，在未來的發(fā)展中，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)也將向著綜合自動(dòng)化的方向不斷邁進(jìn)，從而更好地解決常規(guī)保護(hù)裝置與調(diào)度中心無法通信的問題，最終提高電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

2.4 智能化發(fā)展

智能化是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展方向。近年來，電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用了遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、小波理論和模糊邏輯等人工智能技術(shù)，極大地提高了電力系統(tǒng)的智能化水平，有效推動(dòng)了繼電保護(hù)的智能化發(fā)展。比如，在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置采用智能設(shè)計(jì)后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)照明系統(tǒng)故障的快速隔離，能通過系統(tǒng)軟件分析、預(yù)測(cè)可能存在故障的部件，并對(duì)其進(jìn)行自主檢修、恢復(fù)，從而更好地確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免發(fā)生大面積的停電故障。

2.5 虛擬化發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的又一重要革新。其通過計(jì)算機(jī)形成多維感官環(huán)境，并根據(jù)人體感官信息學(xué)理論，可使使用者身臨其境地體驗(yàn)虛擬環(huán)境，從而更加深入地了解客觀事物。該技術(shù)特別適用于當(dāng)前復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試軟件系統(tǒng)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，其必將成為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向之一。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著電力行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的水平也將獲得較大的提升。新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用彌補(bǔ)了當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)的漏洞，進(jìn)一步提高了電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，不斷推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)向著現(xiàn)代化、科技化、經(jīng)濟(jì)化和可持續(xù)化的方向發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕