电力系统继电保护的发展问题

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月10期   作者: 钟灵枢
[导读] 继电保护是随着电力系统的发展而发展的。20世纪初随着电力系统的发展,继电在电力系统保护中得到了广泛的应用。
        钟灵枢
        晋控电力同达热电山西分公司 山西省 大同市 037003
        摘要:继电保护是随着电力系统的发展而发展的。20世纪初随着电力系统的发展,继电在电力系统保护中得到了广泛的应用。这一时期是继电保护技术发展的开始。最早的继电保护装置是熔断器。从50年代到90年代末,在40多年的时间里,继电保护完成了从电磁保护装置到晶体管式继电保护装置再到集成电路继电保护,再到微机继电保护装置四个发展阶段。随着电子技术,计算机技术和通信技术的飞速发展,人工智能技术如人工神经网络,遗传算法,进化尺度,模糊逻辑等。继电保护的研究与应用领域,继电保护技术向计算机化,网络化,集成化,智能化方向发展。因此,本文探究电力系统继电保护的发展问题。
        关键词:电力系统;继电保护;发展
        1电力系统继电保护基本概况
        1.1继电保护的研究现状
        电力系统继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术。计算机控制技术成功运用到电力系统继电保护中,使得未来继电保护技术发展趋势具有计算机化、网络化、智能化等特点。我国继电保护学科、技术、继电器制造和人才队伍培养从无到有,在小活吸收国外先进继电保护设备和运行技术的基础上,建成了一支具有深厚理论功底和丰富运行经验的继电保护队伍。经过60年的发展和探索,我国已经建成了继电保护研究、设计、加工制造、运行维护和教学的完整体系。
        随着电力系统容量的增加和范围的日益广泛,只对系统的每个部件加装继电保护装置,远远不能防止整个电力系统长期大面积停电的严重事故。为此,必须从电力系统的全局出发,研究故障元件通过相应继电保护装置的动作移除后,系统会显示什么样的运行状况,系统失稳时会出现什么样的特性,以及如何尽快恢复正常运行。系统保护的任务是在破坏大型电力系统正常运行的情况下,尽可能地限制影响范围,尽量减少负荷的停电时间。此外,机器,炉,电的任何部分发生故障,都会影响电力生产的安全。特别是大机组与大电力系统之间的相互作用与协调正成为发电领域的重大问题。因此,继电保护和系统自动安全装置的配置方案必须考虑机器,炉等设备的承载能力。机炉设备的设计和制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。为了保证巨型发电机组的安全,不仅要有完善的继电保护,而且要研究和推广故障预测技术。
        1.2继电保护的发展趋势
        电力系统继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。随着社会现代化的不断发展,用电设备的数量和容量以及发电机组容量不断增加,电网越来越大,人们的生活对电网的依赖性越来越强,对电网稳定性的要求也越来越高。电力系统的快速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术的飞速发展,计算机技术,网络技术和通信技术不断为继电保护技术的发展注入新的活力,因此,我国继电保护技术的发展可谓飞速发展,经历了50年代机电继电保护时代,60年代中期至80年代中期晶体管型继电保护时代,80年代中期至90年代中期集成电路型继电保护时代,90年代至今微机型继电保护时代。目前,我国新建的发电厂,变电站,高压输电线路等电力系统均实现了微机继电保护的全自动化。
        1.3继电保护的特征
        在电力系统运行过程中,不可避免地会出现一些大大小小的故障,为了尽量减少故障对整个电力系统的影响,必须及时将故障设备从电力系统中移除,这就是继电保护的任务。它的主要功能是消除和保护电力系统的故障,使电力系统的故障概率最小。由于我国经济建设起步较晚,电力系统继电保护技术也从一开始就从国外引进,因此继电保护技术的发展起步较晚。但由于我国电力市场巨大,电网规模大,继电保护技术的应用十分迫切,因此发展速度极为迅速,技术日趋成熟。微机继电保护系统也从1984年开始引进,在我国电力系统中的应用也越来越广泛和深入。随着线路保护产品的发展,我国微机继电保护技术不断进步,甚至与国外的继电技术相比较。微机继电保护技术在我国取得了非常显著的成果。
        2电力系统继电保护的功能和意义
        2.1电力系统继电保护的功能
        继电保护装置必须满足可靠性,选择性,灵敏性和快速性的要求,这四个“系统”紧密联系,相互矛盾,相互统一。动作选择性--首先通过故障设备或线路本身的保护来排除故障,当故障设备或线路本身的保护失败或断路器故障时,允许通过相邻设备的保护,线路的保护或断路器故障的保护来排除故障。继电保护整定之间的上下级电网(含同级)应遵循渐进式匹配原则,以保证电力系统故障时有选择地排除故障。关闭系统中有故障的部分,而其他没有故障的部分继续供电。快速动作--保护因短路应尽快消除,其目的是提高系统的稳定性,减少故障设备和线路的损坏程度,缩小故障的传播范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效率。动作灵敏度--当设备或线路的保护范围内发生金属短路时,保护装置应具有必要的灵敏度系数(规范中规定)。通过继电保护整定实现。设置检查通常每年进行一次。动作可靠性--指继电保护装置在保护范围内应动作可靠,正常运行时不应动作可靠而不动作。无电源设备(线路,母线,变压器等)不允许无继电保护动作,可靠性是继电保护装置动作的最根本要求
        2.2继电保护的意义
        随着我国经济的发展,科学技术取得了巨大的进步。特别是在技术密集的电力行业,其发展在很大程度上得益于技术的进步。如继电保护技术的发展和应用,有效地保证了电力系统运行的安全性和可靠性。在科学技术的推动下,继电保护技术日趋成熟,必将更好地发挥对电力系统的保护作用。文章主要分析了电力系统继电保护技术的现状和发展趋势。随着用电需求的大幅度增加,电力系统的运行负荷日益恶化。继电保护技术作为一种电力系统运行安全技术得到了广泛的应用和发展,它可以降低故障对整个电力系统的影响,促进电力系统的安全运行,从而保证电力系统的供电质量。因此,进一步研究继电保护技术具有重要的现实意义。
        3电力系统继电保护问题
        一般电力系统中常见的继电保护问题有两类,分别是人为问题和由人为因素和设备因素引起的设备问题。


        3.1人的问题
        电力系统继电保护的人为问题主要是指由于工作人员的人为原因而造成的系统故障,其中最主要的是工作人员的经验,工作知识和技能以及工作态度问题三个方面。
        3.1.1工作经验
        这类问题主要出现在资历较高,工作时间较长的老年工人身上,他们经过长时间的工作积累了一定的工作经验。与普通员工相比,他们处理继电保护问题更加准确,及时,对问题的解决有很大帮助。然而,正是由于经验的缘故,这些工作人员往往过于自信,凭经验判断一些问题,导致判断失误,从而导致继电保护出现问题。
        3.1.2工作知识和技能不扎实
        供电系统中部分员工在掌握工作知识和技能方面存在问题。当继电保护出现问题时,他们不能根据相关知识给出及时的识别和判断,导致缺乏较好的检修时机,损失较大。其次,有时有经验的人员正确判断继电保护故障原因,但由于人员缺乏操作技能,不能正确处理和排除故障,导致故障不能及时解决,危及电力系统的安全稳定,造成损失。
        3.1.3态度问题
        一些电网员工对工作的认识和对工作的理解存在很大的误区,目前我国电力系统继电保护几乎全自动化,在一定程度上大大减轻了工作人员的工作强度,但并不意味着完全解放,而是许多工作人员知道继电保护是全智能化的自动化装置,将全部工作交给计算机,处于休眠状态。
        3.2设备问题
        电力系统继电保护设备存在的问题主要有以下三个方面。
        3.2.1数据采集装置问题
        继电保护系统在运行过程中会引起一些参数的变化,这意味着数据采集装置必须记录这些参数的变化,然后通过数字信号传输到相应的计算机进行数据分析和处理。当数据传输电话装置出现问题时,工作人员无法察觉继电保护系统参数的变化,从而无法了解实际运行情况。
        3.2.2电压问题。
        电力系统继电保护装置有电压或无电压,同时检测重合闸线路,若工作时间不满足主变充电条件,将导致继电保护装置误动作。
        3.2.3接触问题
        继电保护是电力系统的核心。触头是继电保护系统的核心。由于受到运行负荷,电流,电压,运行频率等诸多问题的影响,只要其中一个因素出现问题,触头就会发生故障,从而影响电力系统的安全。
        4电力系统继电保护的策略
        4.1解决人的问题
        对于凭经验工作,工作知识和技能不扎实的人来说,工作态度问题可以从以下几个方面来解决。首先,开展思想教育,做好宣传教育工作。这项措施主要是纠正员工错误的工作态度,使他们认清工作经验对工作的利弊,使员工清楚了解继电保护的重要性。第二,人才培养和技能培训。针对员工缺乏操作知识和技能的情况,电网能组织员工进行相关技能培训,掌握继电保护装置的维修,元件的检定,线路的检定技能,能及时解决电压,电流,供电等问题。
        4.2设备问题解决
        上述设备问题的解决可以通过三种途径来解决。
        4.2.1元件更换方法。
        当继电保护装置出现问题时,应将可疑损坏元件更换为完好元件,如果装置工作正常,则说明该元件发生故障,如果不能正常工作,则应继续更换。这种方法的缺陷很费时,有时甚至需要很长时间才能排除故障。
        4.2.2参照比较法
        疑似故障设备将与常规设备进行比较,比较两者的运行参数,若相差较大,装置难免出现问题,在电力系统继电保护故障排除时,采用参考比较法解决复杂接线错误。
        4.2.3统计分析
        工作部门应注意对继电保护装置的故障进行详细记录,分析处理统计数据,查找故障多发部位,标注故障多发设备,故障检修时遵守规程。
        结语
        随着电力系统的高速发展和计算机技术、网络技术和人工智能技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命,由数字时代跨入信息化时代,发展到综合自动化水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
        
        
        参考文献
        [1]张帆.电力系统继电保护可靠性评估及分析[J].科技创新与应用,2016,35:182-183.
        [2]郭爱军,孙诚.电力系统继电保护安全运行的措施[J].科技创新与应用,2016,35:233.
        
       
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