电力系统继电保护

[摘 要]继电保护对保障电力系统安全有重要意义.同时随着电力系统的飞速发展对继电保护也不断提出更高的技术要求.本文简述了继电保护的内容,分析了继电保护过程中的常见问题及处理方法,并指出了继电保护的发展方向.

[关 键 词]电力系统；继电保护；现状

中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）31-0265-01

前言：电力工业是国家经济发展战略中的重点和先行产业,现代工业的发展都离不开电力的支持.由于电力的这种重要地位,对电力进行继电保护显得至关重要.通过继电保护可以在电力系统发生故障时,第一时间排除故障,从而将损失降到最低.不断创新、完善继电保护技术是电力系统保护的重要内容.

1.概述

1.1继电保护的含义

继电保护技术通常是指根据电力系统故障和危机安全运行的异常工况,提出切实可行的对策的反事故自动化措施.一般来说,一套继电保护装置由3个部分组成,即测量部分、逻辑部分和执行部分.测量部分用于测量被保护装置的工作状态电气参数,与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动.逻辑部分,根据测量部分逻辑输出信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作.执行部分根据接收到的逻辑部分的信号,完成跳闸、发出信号等动作[1].

1.2继电保护的基本任务

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,其基本任务是自动的、迅速的、有选择性的将故障元件从电力系统切除,迅速恢复非故障部分的正常供电,要求能正确反映电气设备的不正常运行状态,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动调整,并要能与供配电系统的自动装置,如自动重合闸装置ARD、备用电源自动投入装置APD等配合,根据电网运行方式,选择短路类型,选择分值系数,缩短事故停电时间,提高供电系统的运行可靠性.

2.继电保护存在的问题及解决方法

2.1继电保护常见问题

继电保护可能因为系统软件因素发生不可靠性情况.软件出错将导致保护装置误动或拒动.继电保护系统硬件装置因素也会出现不可靠情况.由二次回路绝缘老化、裸露导致接地等原因造成的故障在继电保护系统故障中占有一定比例.而对于通道及接口,高频保护的收发信机、纵联差动保护的光纤、微波的通信接口等装置系统易于发生通信阻断故障,直接影响继电保护装置的正确动作.此外,安装人员未能按设计要求正确接线或接线中极性不正确等误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过.

2.1继电保护过程中事故处理方法

要进行继电保护时,只要正确充分利用微机提供的故障信息,对于经常发生的简单事故是较容易排除的,但对少数故障仅凭经验是难以解决的,应采取正确的方法和步骤进行.要正确对待人为事故,充分利用故障录波和时间记录.微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据,根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键.还应运用正确的检查方法,常用的检查方法有逆序检查法、顺序检查法和运用整组试验法.顺序检查法常应用在保护出现误动时,具体表现在如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时,应注意从事故发生的结果出发,一级一级的往前查找,直到找到根源为止.逆序检查法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源[2].按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行.这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中.运用整组试验法主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常,往往可以用很短的时间再现故障,并判明问题的根源.如出现异常,再结合其他方法进行检查.

2.2提高运行操作准确性要点

为保证保护投退准确,在运行规程中编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳开关及压板使用说明.由于规定明确,执行严格,减少运行值班人员查阅保护图的时间,避免运行操作出差错.特殊情况下的保护操作,除了部分在规程中明确规定外,运行人员主要是通过培训学习来掌握的.发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,除了加强监视外,对能引起误动的保护退其出口压板,然后联系继保人员处理.如发生当直流电源消失,定期通道试验参数不符合要求,或装置故障或通道异常信号发出无法复归等异常情况,均应及时退出.微机保护总告警灯亮,同时4个保护（高频、距离、零序、综重）之一告警灯亮时,退出相应保护.

3.继电保护发展方向

3.1继电保护计算机化

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,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.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].

3.2继电保护网络化

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.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.分站保护系统有两种模式：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继电保护智能化

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.随着人工智能技术的不断发展,新的方法也在不断涌现,在电力系统继电保护中的应用范围也在不断扩大,为继电保护的发展注人了新的活力.将不同的人工智能技术结合在一起,分析不确定因素对保护系统的影响,从而提高保护动作的可靠性,是今后智能保护的发展方向.虽然上述智能方法在电力系统继电保护中应用取得了一些成果,但这些理论本身还不是很成熟,需要进一步完善.随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展,可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题.

4.结语

随着现代科学技术的进步,电力系统也伴随着计算机技术、通讯技术的发展实现了巨大飞跃.继电保护将朝着更加计算机化、网络化和智能化的方向发展.这些都离不开继电保护工作者的辛勤劳动.最终保障我国国家电网安全稳定运行.

[2]陈向东.电力系统网络型继电保护模式探讨[J].电力信化,2009,7（1）：38-40.

[3]吕卫胜.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].山东电力技术,2006,147（1）：61-63.