电气系统中的自动化继电保护技术

发表时间:2021/5/20   来源:《中国电业》2021年第5期   作者:郑剑毅
[导读] 阐述电力系统及其自动化和继电保护的特点,提高电力系统自动化程度和继电保护水平的相关策略,包括引入数据挖掘技术、
        郑剑毅
        国网厦门供电公司,厦门 福建 361000
        摘要:阐述电力系统及其自动化和继电保护的特点,提高电力系统自动化程度和继电保护水平的相关策略,包括引入数据挖掘技术、与电力系统自动化相结合、广域继电保护。
        关键词:自动化,继电保护,电力系统控制。
        引言
        电力系统在实际运行中会存在很多干扰,要想提高其稳定性和高效性,就要有效协调电力系统自动化和继电保护的关系,促使电力系统能够朝着智能化方向发展。在此期间,我们需要针对电力系统运行存在的问题进行及时的完善,以便电力企业能够获得可持续发展以及为社会各界提供安全性、智能性电力支持。本文结合电力系统的继电保护和自动化的关联性展开探讨。
        1  电力系统及其自动化和继电保护的特点 电力供应质量以继电保护和电力系统的自动化 程度评价,标志着我国现代化电力已经取得明显进 展,而电力系统能够稳定安全的输送主要依托于继 电保护设备的支持。在检测和监督电力系统运行状 态方面,继电保护发挥着不可取代的作用,明显促 使我国电力系统朝着自动化、智能化方向发展。
        2  电力系统及其自动化和继电保护的关系
        (1)技术支持。电力系统自动化水平正在不 断提高,这就对继电保护的性能和功能有了新的技 术要求,此外电力系统不完整数据的处理同样缺少 技术支持。(2)继电保护效用的发挥。电力系统的 内部结构随着电力系统及其自动化的发展而变得更 加复杂,这就致使电力系统在运行过程中逐渐受到 了更多的干扰。在这种形势下,逐渐彰显了继电保 护的重要性。(3)电力系统自动化的基础。随着电力系统的不断升级和改进,继电保护也需要不断加 强,以确保电力系统能够安全稳定的运行,能够使 自动化水平不断得到提高。(4)电力系统的干扰 因素。电力系统如果发生问题,需要第一时间将各 信息进行收集,并且进行高效的处理,这就要求电 力自动化系统能和继电保护系统相结合。
        3  提高电力系统自动化程度与继电保护水平的策略  
        3.1 数据挖掘技术
        由于电力系统和大众的生活质量密切相关, 因此无论是电力系统的自动化程度还是继电保护水 平,都需要得到真正的提高。在此形势下,数据挖 掘技术逐渐引起广泛的关注,该技术主要包括灰色 分析法、神经网络以及周期性关联规则挖掘算法 等,能够促使电力自动化程度得到明显的提升,同 时也能够为电力系统继电保护水平的提高提供有力 的技术支持。如引入神经网络后,为电力系统自动 化领域的数据共享、数据决策以及数据分析等提供 了有力的支持,同时也顺利解决了电力调度关联性 差以及基础数据整合不统一等问题;而灰色分析法 对于电力领域的电力销售情况起到良好的服务作 用,同时还能够预测用户的用电情况以及为处理电 力系统的不完整数据提供了有力的支持;周期性关 联规则挖掘算法对于电力系统存在的隐患以及不足 之处能够进行有效的解决,蚁群算法是周期性关联 规则挖掘算法的典型代表,在分类检索和路径检索的支持下,无论是提高电力系统自动化程度,还是 提高继电保护水平,都获得了强有力的支持。  
        3.2 继电保护需与电力系统自动化相结合
        由于电力系统运行受到很多干扰,致使电气 设备和输配电线路增加了产生故障的概率,这时就 体现出继电保护的重要性。但是继电保护的作用要 想真正发挥出来,就需要和自动化技术相结合, 以便功能和性能都可以得到强化,只有这样才能 更好的处理电力系统在运行中产生的各种故障,才 能够使电力系统更加安全可靠的运行。因此,继电 保护效应要得到最大化的发挥,则需要和电力系统 自动化相契合。如①变压器后备保护。在变压器后 备保护方面可以运用分布式保护,以便在继电保护 中体现出就地控制、就地测量以及电压等级和直接 采样等,如果能将控制测量智能单元安装在GIS汇 控柜中,并且在智能保护设备中进行应用,就可 以有效提高继电保护的有效性。②变压器差动保 护。在Goose网络的作用下,能够使失灵、变压器 保护跳母联等故障信息传输,同时对两侧子单元发 送数据引起关注,失灵保护跳闸接收、传输命令便 就此实现。③备用电源自投。

助多模光纤通道、 IEC61850-9-2采样值传输协议,可以在110kV智能 变电站继电保护的备用电源自投实现,上述两种模 式只在实现层面上存在差异。除此之外,从工作属 性角度分析,维护电力系统工作具有很大的危险系 数,为了防止事故的发生,有必要将继电保护安全 管理制度进行完善。而在实际继电保护工作过程 中,会因为相关工作人员的操作不够标准以及操作 设备缺乏安全系数等,致使相关人员在进行继电保 护作业时经常出现各方面适合事故。这就要求相关 管理人员加大力度,促使继续电保护工作能够标准 化、规范化。与此同时,电力企业也可以编制指导 书,让各岗位的工作人员都能够在作业过程中有据 可依。  
        3.3 广域继电保护
        传统继电保护作用范围较小,为了让继电保护 在电力系统自动化中更好的发挥作用,可以开展广 域继电保护。广域继电保护和传统继电保护在认知 方面存在差别,广域继电保护的核心在于能够提升 系统设备的安全性和稳定性,还能使系统设备的信 息得到充分的利用。如广域继电保护能够防止潮流 在系统内发生转移,在此基础上便能提高对电力系 统自动化的服务力度。广域继电保护可以分为集中 式和分布式两种结构,分布式广域继电保护核心是 各个终端设备IED,每个IED在独立工作状态中所进 行的信息科学交流,对于继电保护的有效性有明显 的提升作用;集中式广域继电保护对控制中心设备 有了更高的要求,其通信系统的实时性和可靠性以 及准确性也有了更高的要求。此外,也会直接影响继电保护的有效性。但是要想有效开展广域继电保 护,则需要以广域继电保护算法为基础,只有获得 广域继电保护算法的支持,才能使广域继电保护更 加顺利的开展。在广域继电保护算法中,广域纵联 保护算法和广域电流差动保护算法是比较典型的代 表,后者通常作用于分布式广域继电保护结构中, 而该算法的主要特点则在于可以作用于在线拓扑结 构变化自适应的调整保护区,能够准确判断出现故 障的wage,该算法应用的核心主要为电子智能装备 (IED)。  
        3.4 继电保护对电力系统自动化改造的作用
        在接受自动化改造的过程中,电力系统不可避 免的会出现很多信息留存和设备更新,而电力系统 及其自动化在实际运行当中也不可避免的会出现很 多需要处理的复杂繁多的信息。而且在这种运行和 改造的基础上,还要确保电力系统在运行当中能够 具备基本的合理性、可靠性和安全性,且必须符合 我国社会发展和居民生活的实际需求。所以结合电 力系统运行状态分析,要想有效的调控电力系统的 运行是非常困难的,这是一项质量极高、要求极高 的调控措施。因此,电力企业要寻求有效的措施。 比如在电力系统自动化改造和后续过程中, 继电保护一方面能够使电力系统获得安全的运行, 另一方面由于其具有智能化、自动化等特征,能促 使电力系统自动化调控系统对电力设备所产生的各 项信息进行及时的收集,还可以结合操控命令分别 分层处理电力系统运行过程中的各项信息,促使电 力系统及其自动化操控平台在操控和选择环节做出 合理的决策,有助于实现电力系统自动化改造。以 WBH-801T20DA-G装置进行分析,这个装置能够在 变压器产生故障后发生反应,而且能有效避免负荷 电流的干扰,这就展现出很强的增量差动保护灵敏 性。即使出现了一些比较严重的故障,该装置的动 作时间也会低于20ms,是一种比较常用的电力系统 自动化改造保护装置。
        4  结语
        在社会不断发展过程中,电力能源发挥着非常 重要的作用,现如今已经成为社会各界必不可少的 一部分。电力系统及其自动化一直是我国电力行业 发展过程中最重要的课题。继电保护在电力系统和 自动化技术的结合方面起着不可取代的作用。本文 简单叙述了二者的关系,希望文中提出的策略能够 为提高我国电力系统自动化水平产生积极的帮助。
        参考文献
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        [4]余平,胡昌雄,周采薇.一起母差保护误动事件的原因分析[J].水电与新能源,2021,35(03):64-66.
        作者简介:郑剑毅,男,福建泉州人,硕士,工程师,研究方向:继电保护
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