繼電保護(hù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用探討

肖金泉

【摘??要】現(xiàn)如今，電能供應(yīng)已成為經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展的重要基石，而繼電保護(hù)在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定方面起關(guān)鍵作用。但是在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中，繼電保護(hù)面臨諸多問題，對系統(tǒng)安全構(gòu)成潛在威脅，應(yīng)對傳統(tǒng)繼保裝置進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和配置優(yōu)化。該文著重介紹了現(xiàn)代電網(wǎng)中繼電保護(hù)所面臨的電網(wǎng)規(guī)模增大、新能源大規(guī)模接入、配網(wǎng)發(fā)展滯后以及運(yùn)行方式多變等問題，深化廣域保護(hù)和系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)多元化發(fā)展以及加大繼保裝置運(yùn)維力度等方面提出了繼電保護(hù)的具體應(yīng)用策略，旨在推動繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);現(xiàn)代電網(wǎng);應(yīng)用

一、淺析繼?電保護(hù)?裝置技術(shù)

1、繼電保護(hù)?裝置的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，電力系統(tǒng)?的發(fā)展趨勢朝著超?高壓電壓和大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方向發(fā)展，在發(fā)展過程中有效提高繼電保護(hù)?的可靠性、靈敏性、快速性和選擇性是重要的研究課題。近年來經(jīng)過我國電力技術(shù)人員的實(shí)踐研?究，繼電保護(hù)理論和實(shí)踐都積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，充分組建?了一?個?由電能產(chǎn)?生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的現(xiàn)代電力系統(tǒng)。

2、繼?電保護(hù)裝置的任務(wù)

繼?電保護(hù)是保護(hù)?電力系統(tǒng)?中的元件，避免元?件發(fā)生短?路或異常，通?過這些情況?的控制來實(shí)現(xiàn)?電氣量?的變化保護(hù)?措施。在供?電系統(tǒng)運(yùn)行正常時，繼?電保護(hù)就?需要?完整的監(jiān)視?各種?電力設(shè)備?的運(yùn)?行狀況，使之?安全的正常運(yùn)?轉(zhuǎn)，并及時切除供?電系統(tǒng)發(fā)生?故障時的故障?部分，保證其他?電力設(shè)備能夠正?常運(yùn)行，并能夠?及時發(fā)?出警報，促?使相關(guān)工作?人員盡快?處理?故障部分。

3、繼?電保護(hù)裝置?的基本特性

繼?電保護(hù)裝置在運(yùn)?行過?程中有著十分?明顯的基本?特征，例如選?擇性、靈?敏性、速動?性、可靠性?等。在智?能電網(wǎng)的運(yùn)行?中，先進(jìn)?的科技水平?更進(jìn)一步強(qiáng)化?了繼?電保護(hù)?的各種性能，使之更加合理有效。

二、現(xiàn)代電網(wǎng)繼電保護(hù)所面臨問題

1、大電網(wǎng)問題

超?/?特高壓的建設(shè)是由我國客觀因素決定的，主要與資源分布不均有關(guān)，特別是能源集中地區(qū)與負(fù)荷高消耗地區(qū)相隔數(shù)百甚至上千公里。大電網(wǎng)概念是解決能源資源配置問題的關(guān)鍵。如今遠(yuǎn)距離超?/?特高壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)初見規(guī)模，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的整體性和復(fù)雜性日益顯現(xiàn)，電網(wǎng)安全成為關(guān)注的重點(diǎn)。電網(wǎng)規(guī)模增大的同時故障的概率也隨之升高，同時區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)互通成為常態(tài)，這無疑為大范圍停電事故提供了可能性，從國外幾起嚴(yán)重停電事故中可見端倪，電網(wǎng)穩(wěn)定策略的實(shí)現(xiàn)對繼保要求更高。此外，隨著高壓直流輸電技術(shù)成熟，電能傳輸效率更高，走線占地更小，具有顯著綜合效益，然而交直流轉(zhuǎn)換也帶來了控制和保護(hù)上的難題。

2、新能源大規(guī)模接入問題

近幾年，新能源的發(fā)展突飛猛進(jìn)，雖然緩解了能源危機(jī)，但是也對電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅，需要優(yōu)化繼保裝置配置。首先，新能源的接入會改變原有電網(wǎng)的潮流分布，使電網(wǎng)更加難以控制，如果不及時調(diào)整保護(hù)方向性和整定值，易導(dǎo)致保護(hù)的拒動或誤動;其次，電力電子設(shè)備的應(yīng)用給電網(wǎng)帶來了大量的諧波成分，不僅降低了電能質(zhì)量，而且可錯誤觸發(fā)繼保裝置，損害社會和經(jīng)濟(jì)效益;最后，還會帶來互補(bǔ)能源缺失的問題，隨著新能源裝機(jī)容量激增而傳統(tǒng)火電、水電等規(guī)模增長有限，新能源在電能輸出上有很大波動，具有不確定性，當(dāng)新能源產(chǎn)能降低時，需要常規(guī)能源及時填補(bǔ)缺位，如果新能源缺口過大，而互補(bǔ)能源又不能滿足需求，則會影響電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。

3、配電網(wǎng)發(fā)展相對滯后

在現(xiàn)代電網(wǎng)中，智能配網(wǎng)也是電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)在自動化應(yīng)用上的不足，采用的是單向供電模式，不存在用戶同電網(wǎng)的信息交互，電能供應(yīng)缺乏可預(yù)見性和計劃性，同時配網(wǎng)故障缺乏自動恢復(fù)功能，增加了電能損失并使供電可靠性降低。網(wǎng)絡(luò)信息和自動化技術(shù)發(fā)展為智能配網(wǎng)建設(shè)打下基礎(chǔ)，要對傳統(tǒng)配網(wǎng)進(jìn)行配置優(yōu)化，建立互動渠道，使電網(wǎng)能夠獲取用戶用電信息并為用戶提供更好的用電體驗(yàn)。在智能配網(wǎng)中，繼保裝置是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)智能控制的關(guān)鍵，應(yīng)加大先進(jìn)繼保技術(shù)引進(jìn)使之適應(yīng)復(fù)雜配網(wǎng)以及新能源接入所帶來的問題，還要打通用戶反供電網(wǎng)的限制，并適時調(diào)整繼保裝置以確保電能交互安全。

三、現(xiàn)代電網(wǎng)中繼電保護(hù)應(yīng)用策略

1、廣域保護(hù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)繼電保護(hù)方式多采取的是設(shè)備位置的信息，對被保護(hù)設(shè)備而言存在單端和雙端保護(hù)兩類，這主要與軟、硬件技術(shù)不足有關(guān)，雖可基本滿足傳統(tǒng)電網(wǎng)需要，但如今網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)構(gòu)成更加復(fù)雜，在有限的電量信息條件下，傳統(tǒng)繼電保護(hù)很難全面的反應(yīng)故障象征，存在局限性。隨著智能堅強(qiáng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設(shè)，特別是信息化平臺的搭建，為廣域保護(hù)發(fā)展提供有利條件。廣域保護(hù)可獲取更加全面的故障相關(guān)信息，并在計算機(jī)技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)故障的綜合分析，從而使保護(hù)具有自適應(yīng)性特點(diǎn)，自動修改保護(hù)動作策略。在多方面獲取故障信息的前提下，繼電保護(hù)不再需要在方式調(diào)整時進(jìn)行定制調(diào)整，保護(hù)更加精準(zhǔn)和快速。由于電網(wǎng)規(guī)模龐大，廣域保護(hù)往往是先將電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，然后在不同區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。廣域保護(hù)不僅是判斷故障和保護(hù)電網(wǎng)安全，而且具有控制功能，控制故障范圍，修復(fù)故障區(qū)間，實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的自我保護(hù)。這是繼電保護(hù)的發(fā)展方向，可有效提升現(xiàn)代電網(wǎng)的安全保證能力。

2、系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

由于現(xiàn)代電網(wǎng)越來越智能化，在新設(shè)備、新技術(shù)的支持下現(xiàn)代化電網(wǎng)中深化應(yīng)用系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)，借助該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的重新構(gòu)制，優(yōu)化原有結(jié)構(gòu)及性能，但是要注意系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用的合理性，使其符合現(xiàn)代電網(wǎng)對繼電保護(hù)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)代電網(wǎng)中，特別是智能配網(wǎng)中系統(tǒng)重構(gòu)可有效解決供電可靠、降低線損以及平衡負(fù)荷等具體指標(biāo)。繼電保護(hù)裝置是系統(tǒng)重構(gòu)的重要一環(huán)，需要借助繼保裝置提供的故障信息，自行調(diào)整故障或異常電網(wǎng)的運(yùn)行方式，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動修復(fù)，這是現(xiàn)代智能電網(wǎng)的典型應(yīng)用，而傳統(tǒng)電網(wǎng)由于技術(shù)、設(shè)備上的不足，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)，在供電安全和穩(wěn)定上有很大不足。因此，繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展，特別是自適應(yīng)保護(hù)的應(yīng)用對系統(tǒng)重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)起到重要支撐作用。

3、繼電保護(hù)多元化發(fā)展

現(xiàn)代智能電網(wǎng)的發(fā)展對繼保工作提出了功能多樣化和保護(hù)智能化的新要求，這也是電網(wǎng)發(fā)展趨勢，需要在繼保技術(shù)創(chuàng)新上做出努力，不斷推進(jìn)繼保多元化發(fā)展，從而為電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量和效益提升保駕護(hù)航。首先，隨著數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用增多，也為繼保技術(shù)發(fā)展提供了新的契機(jī)，特別是繼保裝置關(guān)鍵器件數(shù)字化傳感器的研發(fā)升級，使數(shù)據(jù)傳輸效率和精度有較大提升，避免了傳感器頻繁發(fā)生異常的情況，傳感器工作更加穩(wěn)定。其次，在繼保裝置中，大數(shù)據(jù)同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，使繼保裝置能夠接收到更多的電網(wǎng)運(yùn)行或者故障相關(guān)信息，經(jīng)相應(yīng)算法使繼保裝置能加智能，故障處理更加精確和高效，在維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定上可發(fā)揮更大作用。最后，還要注重發(fā)電機(jī)、變壓器等電網(wǎng)單元的保護(hù)，對原有保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化。

4、加強(qiáng)繼保裝置維護(hù)管理

不論是在高壓輸電還是供配電系統(tǒng)建設(shè)中，繼保裝置對電網(wǎng)安全及相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的，繼保裝置配置數(shù)量急劇增多，裝置結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對運(yùn)行維護(hù)工作有了更高要求。首先，傳感器對于繼保以及電網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)十分關(guān)鍵，要確保傳感器正常工作，才能使繼保裝置可靠動作，監(jiān)控人員方可通過所傳信號及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)及保護(hù)裝置異常并將異常信息告知運(yùn)維人員處理;當(dāng)繼電保護(hù)裝置內(nèi)部出現(xiàn)故障時，應(yīng)及時封鎖保護(hù)動作出口，以防保護(hù)誤動情況發(fā)生，避免造成停電事故，甚至更大損失。其次，要關(guān)注雨、雪、雷以及大風(fēng)等天氣條件對繼保裝置的不利影響，加強(qiáng)巡視避免出現(xiàn)接線松動、振動異常等狀況，保證繼保裝置運(yùn)行正常。

總之，要注重繼電保護(hù)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，大力發(fā)展廣域保護(hù)、系統(tǒng)重構(gòu)等技術(shù)，推動繼保功能多樣化發(fā)展，并做好繼保裝置的維護(hù)工作，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

參考文獻(xiàn)：

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[2]汪覺恒，鄧慶紅.我國繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].湖南電力，2003（03）：5-9.

（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局）