电力继电保护研究进展

发表时间:2020/9/23   来源:《中国电气工程学报》2020年5期   作者:傅元君
[导读] 对于现代社会的电力系统而言,发展稳定的电力系统运营十分重要
         傅元君
         国网太原供电公司信息通信公司 山西太原   030012
         摘要:对于现代社会的电力系统而言,发展稳定的电力系统运营十分重要。外在不稳定性造成的电力损害情况常常出现,对电力系统保护是维持安全运营的首要任务。高压设备和继电保护设备的正常运转和发展对电力系统的运行有着不可忽视的作用。保证继电保护设备的可靠性和有效性是当前电力系统的侧重点和社会关注的主要问题。
         关键词:电力系统;继电保护;保护装置及技术
         引言
         目前,社会对于电能的需求逐渐增加,所以电力企业必须保证电力系统的稳定安全运行,以保障人们的正常生产生活。因此就要加强继电保护自动化的发展,将计算机信息技术、人工智能等,与继电保护自动化的发展紧密结合起来,促进继电保护设备的发展成熟,进而保证电力系统运行的可靠性和稳定性,为社会的经济发展提供强大的能源支持。
         1继电保护的意义
         改革开放以来,我国的各行各业都在迅速发展,随着科技社会的进步和发展,各行业对电力的需求日益上涨,针对供电能力要求越来越高。在二十世纪七八十年代,电力供应在稳定供电、安全运营等方面都存在不少的隐患,这就要求我国的电力市场必须建立健全完善的电力市场体系,但因为社会处于经济发展初期,很多科技等领域的发明并不完善,只能通过采用限电、停电等方法缓解供电需求的严重短缺。在此背景下,继电保护的出现对加强电力系统的安全稳定运营,显得十分重要。在故障发生时,电力系统继电保护可以达到最小切除量,在短期内将有源故障装置从系统中切除,还可以发送电力监控系统信息,提示电力保护职员实时做出切断。继电保护是维护电力系统安全最实用、最有效的方法之一。继电保护技术的发展可以为社会秩序和经济发展做出必要的贡献。同时,电力系统的平稳运行关系到社会的稳定和人民群众的安全,继电保护的有效性可以给社会的各个方面带来重大影响。
         2电力系统继电保护技术的现状
         2.1当前普遍应用的继电保护技术
         当前的继电保护技术已经发展到微机继电保护阶段,微机继电保护技术还在进一步快速发展。微机继电保护是以微型计算机或微处理机为基础构成的继电保护,相较于传统的继电保护,微机继电保护在保护电力系统及自身的灵活性等方面具有很大优点,除了具有传统的继电保护装置的功能,现在已发展到能进行参数实时显示、观测故障距离以及故障录波等功能。在现代微机继电保护的应用中,越来越多的新技术都在微机继电保护的领域中得以运用:(1)应用IT技术,实现了继电保护从测量、控制、保护全过程的数据通信的一体化,在继电保护装置中应用可编程的控制器,就可以将其看成是具有特殊结构体系结构的工业计算机,具有比一般计算机更强大的与工业过程连接的接口,其编程语言更容易满足控制要求,通过继电保护装置构成的控制系统,将各部分的元件如继电器、接触器、电子元件等连接起来就可以实现更加复杂的逻辑关系和操作任务;(2)在继电保护中应用人工神经网络,用传统的方法很难解决电力系统里存在的众多的非线性问题,而通过运用人工神经网络理论,就能很好地解决这些问题,如对配电网的线损问题分析、电网的静态分析和动稳态分析,都可以运用人工神经网络理论的保护装置进行解决;(3)随着光电技术和计算机的飞速发展,在继电保护技术中运用新型的光学数字式电压、电流互感器,具有很广的应用前景,新型光学数字式电压、电流互感器将超越电磁式互感器而成为继电保护技术未来重要的发展方向。
         2.2继电保护技术的发展历程
         20世纪初是继电保护技术发展的开端,电力系统的迅速发展促进了继电保护技术的发展,继电保护装置被大量应用在电力系统保护中,其后经历了20世纪50年代到90年代末40余年的发展,继电保护技术经历了电磁式继电保护装置、晶体管型继电保护装置、集成电路型继电保护装置以及目前普遍适用的微机继电保护装置4个阶段。

相对于国外,我国的继电保护研究起步较晚,但经过不懈的努力已经取得了瞩目的成果,特别是在微机继电保护的保护软件、算法等方面成果显著,在实践中得到了广泛的应用。
         3继电保护自动化在电力系统中的实际应用
         在整个电力系统的运行过程中,继电保护自动化的应用非常广泛,不同电压等级可设置不同类型的保护设备,对于不同的应用环境也有不同保护功能。目前主要的保护类型有线路保护、母线保护、变压器保护、断路器保护、电动机保护、电容电抗保护等。在线路保护中的应用主要是通过对故障电流、接地故障等进行检测,确定故障点,及时断开线路以避免故障的扩大。而在变压器中的应用主要是利用差流判断、非电量保护,对变压器的瓦斯进行检测,对于瓦斯的异常能够及时发出告警并采取保护措施,进而防止主变故障的进一步扩大化。通过差流的判断,亦可对主变三侧的运行状态做出监测。随着经济技术的不断发展,继电保护自动化技术将取得持续进步,为电力系统的稳定安全运行保驾护航。
         4继电保护技术的发展
         4.1继电保护向着更加智能化、网络化、一体化的方向发展
         随着计算机技术在电力系统继电保护技术中的广泛应用,继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。微机继电保护的软件和硬件也在跟着被研发和运用,电力系统更加依赖于微机继电保护,一方面其具备基本的保护功能,另一方面还具有能够存储故障信息和数据的大容量的存放空间以及超强、快速的数据处理功能、通信能力,能够跟其他的保护、控制装置和调度联网以实现全系统数据、信息和网络资源的共享,而现在又出现了功能、速度、存储容量极大增加的工控机,实现了成套的工控机用作继电保护,使得继电保护更加简便有效,计算机化取代人工成为继电保护向着网络化、一体化和智能化发展的重要力量。
         4.2继电保护技术向着更加环保的方向发展
         环境保护对于电力系统的继电保护来说同样需要关注,协调好电力系统发展与环境保护的关系,以实现可持续发展。电力系统实质是将其他能源转化为电力的过程,在这个过程中会有一部分能源在转化、传输及变电的过程中损耗掉。我们应该认识到电力系统存在的能源损耗的现实问题,继电保护技术的开发和应用应当以保护环境、避免浪费为前提,将继电保护的环保型研究作为未来永恒的主题。
         4.3计算机化
         在当前信息化的时代背景下,各个行业的发展都离不开计算机设备,将计算机系统运用于继电保护自动化装置中,可以帮助工作人员更好的控制继电保护装置,进而利用继电保护装置及时发现电力系统运行中的故障和威胁,从而找到最根本的解决策略,不断升级技术,提升电力系统运作的稳定性。另外,由于计算机有强大的信息存储和整合作用,可以帮助继电保护装置,更加准确的检测出系统遭遇的故障,并且就相关的数据进行整合分析,得到最佳的解决方案,快速恢复电力系统的正常运作,同时对于相关的故障信息也可以及时的存储,方便技术人员及时查看,深入了解问题,总结电力系统的故障规律,最终通过技术的手段从根本上加强故障的防范。
         结语
         随着我国电力产业建设的飞速发展,电力系统的建设发展对于继电保护技术也有了更高层次的要求。继电保护技术能够有效遏制电力系统出现故障,进一步提高电力系统的运行效率。
         参考文献
         [1]赵美荣.电力系统继电保护相关问题的浅析[J].中国城市经济,2012(2)
         [2]王修江,杨书军.电力系统继电保护方向性分析[J].新疆电力,2004(1)
         [3]管振欣.浅谈继电保护原理及发展[J].科技创新与应用,2012(7)
        
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