摘要:进入二十一世纪以来,科学技术取得迅速发展,我国电力行业整体竞争实力得到显著提升。随着生活水平的提高,人们对生活用电安全提出了更高的要求,继电保护技术与电力系统的安全有直接关系,该系统一旦发生故障,不仅会严重影响电力系统的正常运行,还会威胁到用户的人身安全和财产安全。因此,电力系统发生故障时,一定要在第一时间找寻到故障的所在位置,并技术切除故障,进一步降低故障对正常生活的影响。
关键词:电力系统;继电保护;现状;发展趋势
1.当前电力系统继电保护现状分析
回顾我国电力系统继电保护装置的使用与发展历程,在1960年代起,晶体管继电保护器初步应用于电力系统的运行之中,随着之后所开发出的集成运算放大器为基础的集成电路保护技术的应用,晶体管继电保护器逐渐为之所替代。1990年后,微机保护继电保护器在电力系统的运行与维护中得到了推广与应用。随着我国社会科技技术的快速发展,加上网络化、科技化、计算机化、自动化等技术的不断推广,现针对电力系统继电保护技术的应用现状进行分析,如下所述。
1.1继电保护与先进技术相结合
由于我国的电网系统正处于不断发展与完善的过程之中,加上当前微机化水平的不断发展,电力系统对于继电保护技术具有更高的要求。其中,继电保护技术必须确保各个保护单元可以有效、快速的共享电力系统中的各项系统运行及故障信息、数据,确保各个保护单元在电力系统的运行与维护过程中具备高度协调性。当前,我国的继电保护技术逐步与其他先进技术相结合,包括网络化、计算机化、一体化、虚拟化、智能化技术等方面,促使继电保护技术不断发展与完善。
1.2继电保护与微机技术相结合
众所周知,微机技术的数学运算能力与逻辑处理能力、速度是极高的,通过结合其相应的理论知识与数据信息,可以有效的提高继电保护技术的应用效果。因此,近几年来我国逐渐将微机技术与继电保护技术相结合,电力系统中继电保护中的微机化程度越来越高,其效果也是极其显著的。
2电力系统继电保护技术的作用
电力系统继电保护技术在在电力行业的发展建设过程中发挥着至关重要的作用,它不仅能保障电力系统的安全运行,还能提高电力系统的可靠性,为保障用户的人身和财产安全提供了安全保障。继电保护装置在电力系统中的首要作用体现在:应用继电保护装置后,如果电力系统出现故障,该装置能在第一时间找到故障的位置并切除故障,从而降低事故的影响范围和实际造成的经济损失。电力系统中变电站继电保护的应用主要体现在以下方面:第一,线路保护。继电保护装置通常采用二段式或者三段式的电流保护,二段保护主要以电流速断保护为主,三段保护以电流保护为主;第二,母联保护。继电保护装置中可以同时装设电流速断保护和电流保护完成母联保护工作;第三,主变保护。主变保护中有主保护和后保护两种形式;第四,电容器保护。继电保护装置对电容器的保护主要体现在保护过流、零序电压和过压保护等方面。除以上介绍的应用之外,继电保护技术在电力系统中的应用还能全面提高电力系统的安全性和可靠性,在实现资源共享的同时,还能协调电力系统中各设备的协调运作,进一步实现微机保护装置的网络化发展。
3电力系统继电保护发展趋势
3.1 计算机化
按照著名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18―24个月翻一番。
其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2―0.3个百分点。
继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。
3.2 网络化
网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。网络保护的最大好处是数据共享,可实现本来由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外,由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量,所以很容易就可实现母线保护,而不需要另外的母线保护装置。
电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有2种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。
3.3 智能化
随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中,近年来人工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用,从而使继电保护的研究向更高的层次发展,出现了引人注目的新趋势。例如电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。
4结束语
近几年,城市规模不断扩大,电力系统也越来越复杂,电力系统继电保护技术在我国电力行业的发展建设过程中发挥着至关重要的作用,因此,企业必须采取有效解决措施不断强化电力系统继电保护技术,为提高我国电力行业的发展水平打下坚实的基础。在实际发展中,电力系统继电保护技术的应用仍存在较多问题,如何解决其中存在的问题是电力企业发展的当务之急。
参考文献:
[1]姚朝贤.电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技致富向导,2012,(35):204.
[2]裴斌.浅议电力系统继电保护技术的研究与发展趋势[J].神州,2013,(15):262.
[3]姜凡.电力系统继电保护技术的现状与发展趋势[J].科技创业家,2014,(06):113.