淺議繼電保護(hù)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

吳少?gòu)?qiáng)

摘 要：回顧了我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的過程，概述了繼電保護(hù)技術(shù)的成就，并提出了未來繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；現(xiàn)狀；發(fā)展

電力資源關(guān)系著國(guó)家的國(guó)計(jì)民生，而且在進(jìn)步經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形式下，對(duì)電力能源的使用量與日俱增，如果電力系統(tǒng)安全出現(xiàn)問題，將會(huì)嚴(yán)重影響社會(huì)的生產(chǎn)和人們的生活。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)來講，其重要程度不言而喻。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)可以很好的監(jiān)控運(yùn)行中的故障，如果電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備突然發(fā)生故障，其能迅速找到故障元件，同時(shí)將其和整個(gè)電路分離開來，以確保整個(gè)電路的安全運(yùn)行。

1 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 繼電器的構(gòu)成和原理

繼電保護(hù)裝置由測(cè)量模塊、執(zhí)行模塊還有邏輯模塊構(gòu)成。繼電器的工作原理是測(cè)量模塊先接收輸入信號(hào)，輸入信號(hào)是電力傳輸系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象產(chǎn)生的信號(hào)，將測(cè)量信號(hào)與相應(yīng)的定制進(jìn)行比較，然后將對(duì)比結(jié)果傳到邏輯模塊。依據(jù)測(cè)量模塊輸出值的次序、大小及性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，依據(jù)邏輯模塊得出邏輯值判斷動(dòng)作的準(zhǔn)確性，這就是繼電器內(nèi)邏輯模塊的作用。

1.2 繼電器的類型

根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，繼電器被分為如下幾個(gè)類型：（1）按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式繼電器分為電磁型、感應(yīng)型、靜態(tài)型及整流型燈幾個(gè)類型。（2）按繼電器的的作用分為測(cè)量和輔助兩個(gè)種類。

1.3 電力繼電保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

雖然我國(guó)繼電保護(hù)研究水平較西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言，還存在著一定的差距，但不可否認(rèn)的是，我國(guó)在微機(jī)繼電保護(hù)的保護(hù)軟件和算法方面，也取得的顯著的研究成果，而該成果在具體實(shí)踐過程中的廣泛應(yīng)用，也把我國(guó)的電力事業(yè)推向了一個(gè)新的發(fā)展高度，有效促進(jìn)了我國(guó)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。我國(guó)電力事，業(yè)在繼電保護(hù)技術(shù)方面的發(fā)展與前景將是十分廣闊的。而當(dāng)前我國(guó)普遍應(yīng)用的繼電保護(hù)技術(shù)，即為微機(jī)繼電保護(hù)護(hù)技術(shù)。該技術(shù)是以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來構(gòu)成繼電保護(hù)的，其無論是在功能性還是在靈活性上，都具有傳統(tǒng)繼電保護(hù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。另外，隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)都在微機(jī)繼電保護(hù)的領(lǐng)域中得以有效應(yīng)用。首先便是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論運(yùn)用到繼電保護(hù)的領(lǐng)域中，不僅有利于分析配電網(wǎng)的線損問題，還可以解決電力系統(tǒng)中的非線性問題。其次就是IT技術(shù)的應(yīng)用。IT技術(shù)在微機(jī)繼電器保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，有效促進(jìn)了繼電器多功能一體化的實(shí)現(xiàn)。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)有四大方面的應(yīng)用

2.1 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在母線保護(hù)中的應(yīng)用。母線繼電保護(hù)主要包括兩種，即相位對(duì)比保護(hù)以及差動(dòng)保護(hù)。相位對(duì)比保護(hù)指的是通過相位的對(duì)比方式，提高系統(tǒng)保護(hù)母線的可靠性和有效性；差動(dòng)保護(hù)是將特點(diǎn)以及變化都一致的電流互感器設(shè)置在母線元件上，當(dāng)系統(tǒng)母線側(cè)邊端子和二次繞組進(jìn)行連接之后，再將繼電保護(hù)裝置安裝在系統(tǒng)母線差動(dòng)位置。在大電流接地過程中，通過三相連接的方式實(shí)現(xiàn)；小電流接地過程中，在相問短路中設(shè)置系統(tǒng)母線保護(hù)，然后通過兩相連接的方式實(shí)現(xiàn)。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用。

2.2 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：（1）短路保護(hù)，變壓器短路保護(hù)包括阻抗繼電保護(hù)和過電流繼電保護(hù)，阻抗繼電保護(hù)主要是通過利用變壓器阻抗元件產(chǎn)：生的保護(hù)作用，阻抗元件運(yùn)行一段時(shí)間之后，會(huì)自動(dòng)切斷電源，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的保護(hù)；過電流繼電保護(hù)主要是在變壓器電源兩邊電源和時(shí)問元件中安裝過電流繼電保護(hù)裝置，電流元件運(yùn)行一段時(shí)間之后，會(huì)自動(dòng)切斷電源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的保護(hù)。（2）瓦斯保護(hù)，當(dāng)變壓器的油箱出現(xiàn)問題時(shí)，在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生有害氣體，通過采用瓦斯保護(hù)，當(dāng)油箱出現(xiàn)上述故障時(shí)，能夠自動(dòng)的肩動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，將變壓器電源切斷，同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)通知維護(hù)人員趕到故障地點(diǎn)進(jìn)行處理。（3）接地保護(hù)，對(duì)于不接地變壓器保護(hù)，應(yīng)該采取零序電壓保護(hù)措施；對(duì)于直接接地變壓器保護(hù)，應(yīng)該采取零序電流保護(hù)。

2.3 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電機(jī)保護(hù)中應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電機(jī)保護(hù)中應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：（1）重點(diǎn)保護(hù)，如果發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)生短路故障，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的故障部位溫度上升，破壞絕緣層，威脅發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，通過在定予繞組內(nèi)安裝匝問保護(hù)裝置，能夠有效的防止定子匝間短路故障的發(fā)生；如果發(fā)電機(jī)的單相接地產(chǎn)生的電流超過規(guī)定值，通過安裝接地保護(hù)裝置能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)。通過將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、電流、相位進(jìn)行相互結(jié)合，能夠形成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的保護(hù)；（2）備用保護(hù)，過電壓保護(hù)能夠有效的防止發(fā)電機(jī)自負(fù)荷較低的狀況下發(fā)生絕緣被擊穿的現(xiàn)象；過電保護(hù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)外部短路故障的保護(hù)，防止發(fā)生短路破壞發(fā)電機(jī)；當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生低負(fù)荷問題時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠自動(dòng)切斷電源，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的保護(hù)。

2.4 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在線路接地保護(hù)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的線路錯(cuò)綜復(fù)雜，接地方式也相對(duì)較多，因此電力系統(tǒng)的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地，當(dāng)出現(xiàn)大電流接地時(shí)，應(yīng)該立刻切斷電源，防止接地故障對(duì)電力系統(tǒng)造成的破壞；當(dāng)發(fā)生小電流型接地時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，電力系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)依然可以運(yùn)行。

3 電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）智能化，近年來，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化中得到非常廣泛的應(yīng)用，例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，通過將這些人工智能技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)中，能夠保證繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)正確判別故障，并具有智能化解決復(fù)雜問題的能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的智能化。（2）網(wǎng)絡(luò)化，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及能源發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，通過將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用在電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒅饕O(shè)備的繼電保護(hù)裝置連接在一起，創(chuàng)建（3）計(jì)算機(jī)化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化芯片控制的電路保護(hù)硬件已經(jīng)從16位單CPU結(jié)構(gòu)發(fā)展為32位CPU微機(jī)保護(hù)結(jié)構(gòu)，顯著的提高了繼電保護(hù)的性能以及響應(yīng)速度，繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

通過上述對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析，可以說繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)的雷達(dá)與哨兵，在實(shí)時(shí)監(jiān)控過程中，可以對(duì)整個(gè)電力運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督.出現(xiàn)故障會(huì)立即講行報(bào)警.值班人員會(huì)及時(shí)進(jìn)行維修和處理，提高了監(jiān)督和處理問題的效率，降低了二次故障的發(fā)生率，保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷研究進(jìn)展及突破，我國(guó)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)方面一定會(huì)有新的科學(xué)發(fā)展。

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