智能高壓電網(wǎng)繼電保護及安全自動裝置規(guī)劃研究

劉振偉，王曉婷

（鄭州祥和集團有限公司登封分公司，河南 登封 452470）

0 引 言

智能高壓電網(wǎng)具有綠色、高效、經(jīng)濟、安全及可靠等優(yōu)點，是一種充分應用和融合了計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)，并將這些技術(shù)應用于現(xiàn)有的輸變電和配電的基礎(chǔ)設(shè)施中，形成一種高度集中的全新電網(wǎng)模式的技術(shù)形式。在智能高壓電網(wǎng)中使用的繼電器，可以在最短時間做出響應，保護系統(tǒng)自動地將故障設(shè)備脫離，減少并降低故障設(shè)備在整個電網(wǎng)系統(tǒng)的影響?，F(xiàn)在的繼電器保護工作具有很強的技術(shù)性，具體體現(xiàn)在可以有效解決故障問題，快速解決電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)的突發(fā)問題。本文通過繼電保護定義的闡述，結(jié)合智能高壓電網(wǎng)繼電器保護的影響因素，提出提高電網(wǎng)設(shè)備可靠性與實用性的措施。

1 智能高壓電網(wǎng)優(yōu)勢

1.1 集成和優(yōu)化

智能高壓電網(wǎng)的應用實現(xiàn)了電力系統(tǒng)配電、發(fā)電、變電、輸電及用電五大環(huán)節(jié)的信息共享，形成了集成化的智能高壓電網(wǎng)系統(tǒng)。此外，智能高壓電網(wǎng)還可以根據(jù)電網(wǎng)運行中的實際情況，對存在的問題進行適當調(diào)整，不斷優(yōu)化電力技術(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)，以最低的成本保證電網(wǎng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

1.2 自我保護

電力技術(shù)及電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃是一項復雜的綜合性工程，難免會出現(xiàn)一些問題，此時智能高壓電網(wǎng)就會發(fā)揮自我保護性能，在不需要人為操作的情況下進行智能處理[1]。例如，如果電網(wǎng)中的某一個元件出現(xiàn)故障，智能高壓電網(wǎng)可以在非人為控制的情況下，自動對該元件進行處理，通過隔離等方式防止該元件影響系統(tǒng)中的其他元件，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。智能高壓電網(wǎng)的自我保護特性增強了電網(wǎng)系統(tǒng)的免疫力，最大限度地避免了電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰或信號中斷現(xiàn)象的出現(xiàn)，創(chuàng)造了一個更安全的運行環(huán)境。

2 提高智能高壓電網(wǎng)和繼電器保護的可靠性措施

2.1 直觀法

直觀法是一種不需要借助其他設(shè)備與手段的最常用故障處理手段。檢修工作人員通過自己的肢體接觸與五官感知，發(fā)現(xiàn)故障，再結(jié)合自己的專業(yè)知識與工作經(jīng)驗，判斷智能高壓電網(wǎng)設(shè)備運行的情況。

2.2 短接處理法

繼電保護裝置是智能高壓電網(wǎng)正常運作的前提。當高壓遇到突發(fā)情況，繼電保護可以馬上采取有效的措施保護電網(wǎng)，但如果繼電裝置出現(xiàn)故障，保護作用失效，此時的首要任務(wù)就是馬上修復繼電器。短接處理法是指通過短接導線的方式確定故障范圍，再慢慢測試鎖定范圍圈，保護智能高壓電網(wǎng)的同時修復設(shè)備，提高了繼電器保護裝置的可靠性與可運行性。

2.3 替換法

用可以正常工作的元件去代替故障元件，如果設(shè)備重新“活”起來，則可以確定這個被替換的元件是故障原因。如果設(shè)備依然無法工作，則可以說明還未找到故障點。微機保護故障時，工作人員使用備用的插件代替一些易壞的零件，觀察故障情況是否消失，消失則將換下來的元件進行替換，若故障沒有改變，那就繼續(xù)替換其他元件，直到成功找到所需的元件位置。這種替換方法存在弊端，由于是逐個元件的替換，會存在運氣成分，如果運氣好，可以短時間發(fā)現(xiàn)故障位置；若運氣不好，所消耗的時間就較長。工作人員尋找故障點不應該依靠運氣，而應該依靠自己的工作經(jīng)驗，可以按照理論分析，先從容易發(fā)生故障的地方進行替換，降低失誤率，提高繼電保護裝置的可靠性。

2.4 逐項拆除處理法

逐項拆除處理法是一種分段測試的方法。方法步驟具體如下，首先在故障處理時將二次回路線路進行開脫處理，再依次回放不斷重復上一工作，當線路一直保持正常狀態(tài)，則可以證明這個線路是正常的，但一旦發(fā)生故障則可以證明這個故障點不在這段線路。該方法主要針對直接接地、交流電源熔絲等。此方法原理為根據(jù)電路的負荷對直流屏進行相應處理，可以在很短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并確定故障地點。一般切斷時間在3 s左右，如果切斷處理后的設(shè)備依然是正常狀態(tài)，那么這段線路是正常的，如果這段線路不正常，可以在這條線路中找到故障大致范圍，再利用拉路法來確定故障的支路位置，分別排除沒有故障的支路，最后找到故障位置。通過這種方法，可以高效地找到故障位置，進而提高自動裝置的可靠性。

2.5 加強智能化建設(shè)

智能化技術(shù)是現(xiàn)代人生活必不可少的一部分，其加快了人類文明的發(fā)展與進步。將智能化技術(shù)引入繼電系統(tǒng)中，提高智能高壓電網(wǎng)工作效率的同時也顯著提高了自動保護的可靠性。智能化技術(shù)中的人工智能不僅具有強大的邏輯思維能力，還具有穩(wěn)定的工作性能[2]。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，人工智能很少出現(xiàn)問題，或者出現(xiàn)問題也能快速解決，不僅減少了時間成本，也減少了人力成本和物力成本。同時，人工智能還能對繼電系統(tǒng)提供專業(yè)的技術(shù)支持，給繼電系統(tǒng)的發(fā)展提供一個新的發(fā)展方向。

3 智能高壓電網(wǎng)在電力技術(shù)和電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應用

3.1 智能調(diào)度技術(shù)

電力系統(tǒng)的運行過程包含很多部分，其中電力調(diào)度是十分重要的一個環(huán)節(jié)，直接關(guān)乎電力系統(tǒng)的管理工作。隨著科技的發(fā)展，電力調(diào)度由之前的傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變到了現(xiàn)在的智能高壓電網(wǎng)。通過二者比較發(fā)現(xiàn)，智能高壓電網(wǎng)對電力調(diào)度的應用更為全面，不僅能夠?qū)﹄娏Y源進行跟蹤式分析，還可以對電力資源做出整體性規(guī)劃。此外，智能調(diào)度技術(shù)能夠詳細分析出電力運行數(shù)據(jù)，方便后續(xù)工作。

3.2 分布式發(fā)電儲能技術(shù)

電力系統(tǒng)運行中，發(fā)電是最重要的部分，一切工作都是建立在發(fā)電成功的基礎(chǔ)上完成的。此外，發(fā)電還會對環(huán)境和能源消耗產(chǎn)生巨大影響。因此，發(fā)電過程中一定要對發(fā)電節(jié)能技術(shù)加以利用，在降低耗能的同時減少排污量?？刹捎梅植际桨l(fā)電儲能技術(shù)。該技術(shù)是利用綠色可再生能源進行發(fā)電，如風力、太陽能及生物質(zhì)能等。分布式發(fā)電儲能技術(shù)的應用直接起到了保護環(huán)境的作用，且能在一定程度上保證用電的安全性。但是過多的依賴于大自然能源也存在一定弊端，因為風能、太陽能等可再生能源受環(huán)境因素的影響較大，所以應用過程中要做好突發(fā)狀況的應對策略，保證發(fā)電工作的正常運行，從而促進電力工業(yè)的發(fā)展。

3.3 高速雙向通信

智能高壓電網(wǎng)技術(shù)以高速雙向的集成化通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，運用先進的電子設(shè)備和高新技術(shù)，形成最大化的集成效果，從而實現(xiàn)了對電網(wǎng)系統(tǒng)的智能管理。具體地，智能高壓電網(wǎng)在電力技術(shù)及電網(wǎng)規(guī)劃中的應用實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)運行中的具體情況的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題，并及時予以分析與解決，實現(xiàn)了高效科學的電力傳輸。

3.4 智能固態(tài)表針

傳統(tǒng)的電磁表雖然操作簡單，但是能顯示的信息有限，不能有效地進行電力資源管理。而智能高壓電網(wǎng)采取了先進的智能固態(tài)表針，能夠全面清楚地顯示電力資源的實時情況，幫助用戶方便快捷地掌握用電情況，及時了解當前用電的波動情況，從而進行用電管理和控制。同時，電力企業(yè)在進行電力情況統(tǒng)計與管理時也更加方便、快捷。

4 結(jié) 論

隨著智能高壓電網(wǎng)的大規(guī)模使用，人們對智能高壓電網(wǎng)的發(fā)展、運行安全、可靠性及可運行性提出了更高要求。繼電保護及自動裝置作為智能高壓電網(wǎng)的保護基礎(chǔ)，能很大程度上保證智能高壓電網(wǎng)工作時一直保持穩(wěn)定狀態(tài)。但是當繼電保護受到外界的破壞和內(nèi)部損壞時，智能高壓電網(wǎng)就失去了保護。因此，為保護智能高壓電網(wǎng)，就要對繼電保護裝置負責，定期檢查設(shè)備運行情況，派專業(yè)人士定時更換老舊的零部件。若是繼電保護裝置發(fā)生故障，可以通過直觀法、短接處理法、逐項拆除處理法、替換法及加強智能化建設(shè)法發(fā)現(xiàn)故障點，并解決故障問題。