基于智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)技術(shù)及應(yīng)用

陳海榮

摘 要 文章首先簡要闡述了智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)技術(shù)的重要性，在此基礎(chǔ)上對繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)運行安全性、穩(wěn)定性以及供電可靠性的提高有所幫助。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 繼電保護(hù)技術(shù) 安全運行

1 智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)技術(shù)的重要性

所謂的智能電網(wǎng)實質(zhì)上就是電網(wǎng)智能化，它以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用各種先進(jìn)的技術(shù)，如傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、測量技術(shù)等等，實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運行，堅強(qiáng)、自愈是智能電網(wǎng)最為突出的特征。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，推動了各行各業(yè)的發(fā)展，與此同時，各個行業(yè)對于電力的需求也隨之逐步增大，由此給供電系統(tǒng)帶來了巨大的運行壓力，在一些工業(yè)產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，出現(xiàn)了供電危機(jī)的局面，解決這一問題已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)的運行可靠性更高，但在供電量激增的前提下，智能電網(wǎng)有時也會出現(xiàn)故障，為確保智能電網(wǎng)的安全、可靠運行，供電企業(yè)加大了相應(yīng)的維護(hù)力度，繼電保護(hù)技術(shù)作為電網(wǎng)運行的防御手段，其重要性隨之凸顯，它的應(yīng)用除了可以給電網(wǎng)運行帶來安全保障之外，還能提高故障問題的處理速度，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，繼電保護(hù)系統(tǒng)自動將故障設(shè)備從線路中切除出去，并向值班人員發(fā)出故障報警信息，進(jìn)而及時對故障問題進(jìn)行處理，恢復(fù)電力供應(yīng)。

2 繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)當(dāng)中，繼電保護(hù)是一項非常重要的技術(shù)措施，它能夠通過對電網(wǎng)中關(guān)鍵電力設(shè)備的實時監(jiān)測，確保整個電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。由于智能電網(wǎng)中應(yīng)用了大量的新技術(shù)，雖然這些技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上他提高了智能電網(wǎng)的整體性能，但有些技術(shù)卻對繼電保護(hù)系統(tǒng)的運行造成了不利影響，由此使得電網(wǎng)中繼電保護(hù)的可靠性大幅度降低，同時，有些新技術(shù)對基繼電保護(hù)的發(fā)展起到了助推的作用，由此可見，智能電網(wǎng)中新技術(shù)的應(yīng)用有利有弊，所以在對繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，應(yīng)當(dāng)降低智能電網(wǎng)中新技術(shù)對其的影響，從而使繼電保護(hù)的作用得以最大限度地發(fā)揮。

2.1 繼電保護(hù)的構(gòu)成

智能電網(wǎng)中，利用監(jiān)控系統(tǒng)對保護(hù)對象的運行狀況進(jìn)行分析，并根據(jù)結(jié)果，對繼電保護(hù)定值和功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而使保護(hù)裝置滿足電網(wǎng)運行工況的要求，最大限度地保護(hù)電網(wǎng)安全運行。圖1為智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的構(gòu)成情況。

2.2 繼電保護(hù)的核心技術(shù)

在智能電網(wǎng)中，繼電保護(hù)的核心技術(shù)包括廣域保護(hù)和保護(hù)系統(tǒng)重構(gòu)兩項技術(shù)，前者針對的主要對象是電網(wǎng)子集，以此作為運行故障的分析單位，在“域”中對子集的繼電保護(hù)信息進(jìn)行采集，通過分析處理之后，可判斷出引起電網(wǎng)故障的原因，據(jù)此便可對故障問題進(jìn)行快速處理，從而恢復(fù)電網(wǎng)的正常運行。廣域保護(hù)技術(shù)包含以下兩個方面：一方面是安全自動控制，另一方面是繼電保護(hù)，其中安全自動控制可處理電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障問題，為故障自愈提供相應(yīng)的解決方案。該技術(shù)最為主要的作用是可以使復(fù)雜的故障問題得到根治，能夠使繼電保護(hù)的自適應(yīng)能力得到顯著提升。保護(hù)重構(gòu)技術(shù)指的是對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行重新構(gòu)建，對于智能電網(wǎng)而言，它的特殊性對繼電保護(hù)的自適應(yīng)能力提出了較高的要求，因此，新的繼電保護(hù)必須有重構(gòu)、自診斷以及自修復(fù)等功能，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)中的某個元器件失靈，智能電網(wǎng)可以自動尋求替代元件，并對繼電保護(hù)進(jìn)行快速恢復(fù)。

2.3 繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)中對繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，相關(guān)設(shè)備的合理配置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有這樣，才能使繼電保護(hù)的功能和作用得以最大限度地發(fā)揮。220kV以上電壓等級的繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)按照雙重化的原則進(jìn)行配置，每套繼電保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)能夠?qū)赡馨l(fā)生的所有類型的故障進(jìn)行處理，兩套保護(hù)之間不得存在任何電氣聯(lián)系，其中一套保護(hù)異常退出時，不得影響另一套保護(hù)的正常運行，兩套保護(hù)的電流或電壓采樣值應(yīng)分別從獨立的MU中獲取，GOOSE網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按相互獨立的原則進(jìn)行配置，一個網(wǎng)絡(luò)異常退出時，應(yīng)當(dāng)不會對另一個網(wǎng)絡(luò)的運行造成影響。智能電子設(shè)備之間的啟動、閉鎖、位置狀態(tài)等信息的交換，可以利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)完成；110kV以下電壓等級的繼電保護(hù)采用就地安裝的方式時，保護(hù)裝置應(yīng)集成智能終端等功能。

在智能電網(wǎng)中應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)時，變壓器保護(hù)的配置要點如下：220kV以上電壓等級的變壓器保護(hù)應(yīng)當(dāng)按照雙重化進(jìn)行配置，分主保護(hù)和后備保護(hù)，同時，變壓器各側(cè)的MU全部按照雙重化進(jìn)行配置；110kV變壓器保護(hù)可以采用雙套配置，一主一備，分開設(shè)置，后備保護(hù)可與測控裝置一體化。變壓器保護(hù)直接采樣，并對跳開各側(cè)斷路器，可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)對失靈保護(hù)跳閘指令進(jìn)行接收；非電量保護(hù)可以采用就地直接電纜跳閘的方式。

3 結(jié)論

綜上所述，繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，使電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行得到了保障，減少了電網(wǎng)故障給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，確保了電力用戶的電能供應(yīng)。由此可見，在智能電網(wǎng)中，對繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

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作者單位

國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口市萬全區(qū)供電分公司 河北省張家口市 076250