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关键词:继电保护;自动化;新技术;发展趋势
作者简介:李亚民(1983-),男,湖南常德人,贵州送变电工程公司调试所调试专责,工程师。(贵州 贵阳 550002)
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0213-02
一、电力系统继电保护概述
1.电力系统继电保护的基本原理
电力系统的继电保护装置就是指电力系统运行过程中电气元件在发生故障时能及时发出信号,并使断路器跳闸产生动作的一种自动装置。为了完成对电力系统相关装置的安全保护任务,电力系统的继电保护装置通过借助正确区分的保护元件来检测被保护的装置是否处于正常的工作状态。也就是说,继电保护装置一般是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来对被保护的装置进行保护的。其中,用于继电保护状态判别的故障量随所处电力系统的周围条件而异,也随被保护对象的不同而不同。当前应用最为广泛的故障量是工频电气量。工频电气量指的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其他量,如功率、相序量、阻抗等,从而构成电流保护、电压保护、阻抗保护、频率保护等。
2.电力系统继电保护装置的作用
电力系统的日常运行中较常见的故障主要有断线、短路、接地、负荷过载以及振荡等。上述故障如果处理不及时或处理不当往往会引发大范围的电力系统事故,从而导致电力系统的全部或部分的正常运行状态遭到破坏,导致电能质量破坏和设备损坏,损失非常巨大。一般对上述故障的有效处理措施就是采取相关有效措施迅速地将正常运行的系统与故障部分隔离,从而将故障造成的影响和损失尽量减少。为保证电力系统的安全稳定运行,有效避免事故的扩大。通常,依靠人的判断和处理是来不及的,在系统发生故障时务须由相关的继电保护装置完成电力系统故障的安全保护。
3.电力系统继电保护装置的任务
一般而言,电力系统继电保护装置的任务有:一是值班管理人员可以通过继电保护装置及时掌握处于不正常运行状态的电气元件的反应,以便能够及时处理,从而有效避免相关电气设备的损坏以及安全事故的发生;二是继电保护装置自身能够迅速地将电力系统中的故障元件有选择地进行切除,从而确保其他无故障原件的正常运行。
二、电力系统继电保护新技术的应用
1.数字化技术的应用
随着社会经济的不断发展和科学技术的革新,数字化技术在电力系统继电保护领域的应用越来越广,数字化变电站的建设已经成为电网建设的主流。数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化。数字化继电保护装置原理是利用电子互感器采集数据,数据在互感器内通过光纤利用光数字信号将数据传到低压端,在MU(合并单元)处理后得出符合标准的数字量输出。其涵盖了变电站的全部范围,比如一次设备的互感器、断路器、变压器,二次设备中的保护、控制、通信,以及软件开发、系统建模、数据应用等。
数字化技术的应用:一是智能化继电保护测试仪。随着智能化变电站的投入和普及,数字化测试设备在电力用户和制造厂中的需求呈上升趋势。二是全数字化变电站的动态仿真系统。智能电网推广的重要举措就是建设具有数字化、信息化、自动化、互动化特点的数字化变电站,然而目前大多数变电站无法有效检测继电保护二次设备的性能,只有全数字化变电站才能实现设备检查和监测功能。
2.超高压输电技术的应用
随着我国电力系统的不断发展,电网的电压等级不断提高,对高电压技术和绝缘技术提出了新的更高的要求。由于计算机继电保护及通讯技术的发展和应用,超高压继电保护系统的运行水平也逐渐提高,目前世界上很多国家都已经建成超高压输电线路。
超高压输电是指使用超高电压等级输送电能。超高压直流输电具有九大优势:输送容量大;送电距离远;输送功率可以控制和调节;不受系统稳定极限的限制;可以充分利用线路走廊资源;可保持输送功率或减少输送功率的损失;可以根据系统的要求作出反应,提高电力系统暂态稳定水平;进行系统的交流电压调节与控制;可以迅速进行功率交换。
目前超高压输电技术越来越普及,美、俄、加、日等国已率先研究和采用了超高压输电技术。目前国外运行的超高压系统最高电压为765kV,俄、日正试验1150~1500kV特高压输电;我国于1972年首先应用了330kV输电,1981年首次建成500kV输电线路,目前西北电网升压至750kV的工程也正在进行。
3.直流输电技术的应用
直流输电是指将发电厂发出的交流电经过整流器变换成直流电以后输送到受电端,再用逆变器将直流电变换成交流电,送到受端交流电网。目前直流输电技术主要应用在六个方面:远距离大功率输电;联系不同频率或相同频率而非同步运行的交流系统;作网络互联和区域系统之间的联络线;用做海底电缆跨越海峡送电;用做地下电缆向用电密度高的大城市供电;在交、直流输电线的并列运行中调节控制电力系统的运行。
目前我国的直流输电工程有四个。一是舟山直流输电工程,为我国直流输电工程的发展提供了建设和运行经验。二是葛洲坝—上海直流输电工程,形成了我国第一个大电网联合系统,把葛洲坝的电能源源不断输送到上海。三是天生桥—广州直流输电工程,送电量为1800MW。四是龙泉—政平直流输电工程,送电量为3000MW,是三峡电池向华东地区输电的重点工程。
三、电力系统继电保护技术的发展趋势
1.继电保护智能化
随着科学技术的发展,近年来由于信息技术和电子技术的发展,智能电网建设不断推进,人工智能技术在电力系统各个领域都得到了应用。继电保护领域的一些工作也变得智能化,主要表现在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化几个方面。智能电网、电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的应用极大改变着传统的电力系统。继电保护向智能化方向发展也是不可逆转的趋势。
2.继电保护数字化
随着社会经济的不断发展,数字化变电站的建设成为电网建设的主流。一方面,数字化变电站可以减少自动化设备数量和设备的检修次数和时间,提高系统的可靠性和设备的使用率。另一方面,数字化变电站可以减少占地面积和投资成本,还可以实现资源信息的共享。数字化技术是需要不断发展和完善的技术。它的研究和应用是一个持续、渐进的发展过程,相信在不久的将来它一定会成为继电保护的主流技术。
3.继电保护输电技术的突破
随着电力电子技术的发展、直流输电技术日益成熟,多种新的发电方式所产生的电能都要以直流方式输送,比如磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等,直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。另外,超高压输电可以增加输送容量和传输距离,降低单位功率电力传输的工程造价,减少线路损耗,节省线路走廊占地面积,具有显著的综合经济效益和社会效益。
四、结语
电力系统继电保护技术作为当今国内外研究的一个前沿方向和热点课题,随着计算机网络通信技术以及电子技术的不断发展,继电保护技术将会不断得到进步和发展,其应用也将会更为广泛,这势必会更好地促进电力系统继电保护技术的新发展和新变革。
参考文献:
[1]李宝山.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].中国电力,2012,(10).
【关键词】高压;变电系统;继电保护我国的电力技术正在不断的发展当中,因此继电保护微机的保护技术也是在逐步的发展和进步当中,对于继电的保护部分也进行了技术上的分析和改造。目前,继电保护的技术措施在理论上和实践上来讲都是不够完善的,还是存在一定的问题的,比如LR91就是在测量信号的元件上的正确度不是很高,在系统的操作过程当中常常有一些误动情况的发生,而且在一些选相元件中也有很大的问题;目前采用的集成电路的抗干扰的能力不是很强,尤其是如果有一些功率比较大的报话机在周围的话,非常容易就引起误跳闸的现象发生;而且人机界面不是非常的友好,对于一些定值的整定比较的复杂,甚至有的还需要在现在亲自进行计算;而且在出口的时候由于没有压板,所以运行人员和继电的保护人员在工作的过程中会有很大的不便,同时也会引起误跳闸的情况发生。
1.继电保护的发展特点
在继电系统中的几点保护装置主要是以微处理器为基础的,通常是采用一些数字的处理方法对于不同的模块化软件来实现各种不同的功能,而且这种集成电路的器件在实际中得到了非常广泛的应用,所以,这种继电保护装置也在很大程度上有了一定的发展,并且应用的范围逐渐的扩大,使用的功能也是逐渐的强大起来,尤其是在保护的功能上,同时还可以用微处理器去处理比较强大的数据,同时实现了以前没有实现的多种保护功能。
随着对于继电保护装置的逐渐发展,电力系统对于继电保护装置也有了比较严格的要求,电力系统对于继电保护装置的主要要求有四点,分别是:快速性、可靠性、灵敏性以及选择性。
继电保护的发展方向主要有三点分别是:要有比较良好的人机界面,并且要有比较高的可信赖性同时还要有非常方便的接线方式。
对于保护状态:这个菜单的设置主要的作用就是实现保护装置的电流和电压以便能够及时的采样值和开入量状态,因为这个菜单的设置它可以很全面的反映出这项保护锁能够运行的环境,因此就给现场的工作人员进行维护和调试在一定程度上提供了很大的方便性。对于开入状态如果投入或者接受到了一些动作信号的话则用“1”来表示,如果没有投入或者是没有接受到动作信号的话则用“0”来表示,对于交流和直流的回路进行校验:校验的方法就是在保护屏上加入耳钉的电压的电流,如果在显示屏上显示出来的采样的值和实际的加入的值相差小于5%的话,则进行输入接点的检查,如果进入到了保护状态或者是开入状态的子菜单中,并且在保护屏上要分别对各个接点进行模拟和导通,此时,在显示屏上的开入量的状态就会有相应的改变。
有良好的二次施工的环境,继电保护的特点取消了原来的背板式的配线方式,而采用的插件没有外部的连线,而且其电缆的排列是比较整齐的,比较能够适应现在的业主进行投资之后最大化的收益要求。
2.继电保护的发展方向
首先,继电保护目前存在的主要问题以目前我国的高压变电站的配置来说,一般都只可以实现信息方面的采集和简单的刀闸的处理操作。而国外的却可以在没有人值班的时候就可以实现对于远方设备的操作,我国在设备的配置上以及在技术上具有的一些功能上是采用计算机来对高压变电站进行监控的,这种水平和国外的水平是不相上下的,但是,由于在电网的结构以及一次性的设备的操作的可靠性上以及一些生活上的设施和运行管理方面的限制,变电站内的自动化系统的一些功能没有得到十分充足的发挥。
而且,目前现在的变电站的系统功能都是比较注重后台的功能和结构上的复杂性,同时要求系统是庞大的,这样就给变电站的工作维护人员在日常的维护和处理故障的工作过程中增加了一定的难度。
其次,继电保护装置保持了一定的优越性,比如:具有现在国际上的比较友好的人际接口,同时还能进行汉字显示,同时还具有中文报告打印的功能,并且后台的通讯方式是非常的灵活的,可以选用光纤或者是双绞线的通讯接口形式或者是采用以太网的形式,同时现在的继电保护装置还支持一些电力行业的通讯方面的规约,并且具有大量的PC机的辅助软件,这种软件使得装置更加的方面灵活并且易于应用。并且,现在系统的整体方面的电磁的兼容性已经达到了一定的水平,而且还通过了国际上的最为严格的等级测试。
第三,对于变电站的一些高压的设备都实现了继电保护的微机化,对于测控的装置一般采用的都是图形的点阵液晶的形式,而且装置是支持主接进行线图显示的,并且能够自动的判别双位置遥信,这样就保证了开关在显示上能够正确,而且同时也能支持各种操作。能够将主变压的风冷和消防方面以及生活的服务设施进行危机话,取消了原来传统的机电式的系统模式,比如:取消了油流继电器和温度控制以及电磁式的电源控制等等许多传统的机电控制。
第四,实现智能化一次设备,现在的光纤电缆已经取代了原来的电磁电缆,并且在高电压变电站之中有了非常广泛的应用,目前的电力系统方面正在面临着变电站变压器二次电缆的施工方面的工艺比较复杂,而且工作量是比较大的。最需要解决的问题就是变压器能够得到保护和使测量回路能够得到一次设备技术的应用和二次电缆的改造问题,电子式的TA最大的特点就是能够使得输出的信号是数字化的,并且信号能够通过光缆进行传输,这样不仅可以给变电站在进行电缆的购置的时候节省一部分不小的开支,而且还可以很大程度的缩小电缆沟所占的巨大的占地面积。
如果要想使光电传感器在高电压变电站得到很好的应用的话,还要有比较宽的频率范围,而且其响应速度应该很快,测量精度应该是比较准确的,同时其抗干扰能力和绝缘性应该是比较好的等等。
3.人工神经网络系统
由许多的比较简单的处理单元通过某种方式进行连接而形成的计算机的系统就是人工神经网络系统,这种系统主要是通过它的状态对于外部信息的输入进行动态的相应进而处理一些信息,它是在高频信号的位置的基础上产生的观测方法,这样就会使站内的一些电气设备都在监控下进行,每个高压设备几乎都有数模装置,通过这个装置把信息的信号转换为高频的信号,并且通过对于高频的电流产生极值的时候进行监测,这样就可以比较简单迅速的就知道站内系统的初始的位置,当发生一些异常情况或者是故障的时候,就可以通过一些信号的处理把故障信息分离出去。
4.总结
本文主要介绍了高压变电系统中继电保护系统的发展特点和发展方向,继电保护系统的设计一般都是采用国际技术比较领先的厂家和施工队伍,超高压公司进行比较一流的管理模式,从而使高压电网可以稳定的运行。 [科]
【参考文献】
[1]钱扛木.大型火力发电厂厂用电系统[M].北京:中国电力出版社,2001.
【关键词】电力系统;继电保护;安全措施;发展趋势
在当今社会中,电力已经成为了人们生产生活必不可少的重要能源,在国民经济的发展中起着不可替代的作用。电力系统承担着电能的生产、传输和配送任务,其运行的安全性和稳定性关系着供电的质量和人民群众生产生活的正常运转,因此对于电力系统进行必要的维护,保障电力系统安全平稳运行就变得至关重要。作为一项主要的保护手段,继电保护装置可以有效的起到保护电力系统的作用,提高电网运行的安全性和稳定性,是电力系统正常工作运行的有力保障。所以,对电力系统继电保护技术进行研究,深入探讨电力系统继电保护的安全措施,根据继电保护的现状对其的发展趋势进行展望具有切实的必要性和迫切性。
1 电力系统继电保护概述
一般而言,电力系统继电保护是指在电力系统出现故障或处在异常运行状态的情况下,通过一定的操作程序保障电力系统和系统中设备安全的自动化装置。在电力系统的运行过程中,可能会发生装置年久失修、线路老化等问题,也可能会因为工作人员操作不够规范而导致设备功能损坏,甚至受到雷击、骤雨大风等极端恶劣天气因素的影响,都可能会使得整电力系统突然发生意外故障。对这些电力系统的意外故障进行研究,发现电力系统的故障具有明显的多样性,而且故障成因的不同造成了电力系统异常事故的产生部位和类型也各有差异。电力系统的故障主要体现在短路、振荡、过电压、过负荷、单相接地、两相接地、三相接地以及次同步谐振等多个方面。在电力系统因为故障出现运行异常情况时,电力系统继电保护的自动化设施可以及时针对故障的类型和部位做出第一时间的应急反应,通过跳闸、启动报警装置等措施及时终止故障对于整个系统的危害,提醒工作人员对电力系统进行检修,从而保障了供电的安全性和稳定性。追溯电力系统继电保护的发展历程,可以发现熔断器是最初形式的、也是最简单的一种继电保护装置。后来随着科学技术的发展,电磁式继电保护装置和电子式继电保护装备等相继出现并被应用于电力系统的保护工作中,成为了电力系统保护工作的中坚力量。近些年来,社会经济发展情况日新月异,计算机技术得到了前所未有的发展,以计算机技术为核心的微机型装置开始被应用于电力系统继电保护领域,取得了理想的保护效果,为电力系统继电保护工作开创了新的天地。
2 电力系统继电保护的安全措施
2.1 电力系统继电保护事故处理的原则
在进行电力系统继电保护事故处理时需要遵循一定的原则。首先是处理继电保护事故的及时性原则。一旦电力系统继电保护事故出现以后,应当在第一时间入手事故的处理工作,尽可能减少事故对于整个电力系统的损害,保障电力系统的功能能够在最快的时间内恢复,继电保护装置能够继续发挥应有的作用,这是进行事故处理的第一要务,具有相当的迫切性,一旦处理的不得当,就会对国民经济的发展造成难以挽回的损失。因此,在处理电力系统继电保护事故的过程中,首先应当树立科学的态度,分清事情的轻重缓急,建立一套切实可行的事故处理预案,规范事故处理的流程,首先是对故障发生部位进行排查维修,其次才是分析事故的成因,追究事故的责任人,总结事故的经验教训,采取科学的预防措施减少下一次事故发生的概率。其次是处理继电保护事故的灵活性原则。当电力系统继电保护出现故障时,要求现场的维修人员在遵循事故处理流程的基础上,有根据事态发展灵活应变的能力。现场的维修人员应当结合事故的实际情况,把理论和实践有机结合起来,采取有针对性的措施进行处理,以尽快地保障电力系统的正常运转,减少事故带来的损失。
2.2 维护电力系统继电保护装置的措施
为了维护电力系统继电保护装置的正常运行,需要从以下几个方面入手加强继电保护措施:
(1)继电保护装置跳闸以后,工作人员应当对跳闸的起因进行全方面的剖析,充分考虑各种因素,得出一个确切的调查结论。此外,要充分掌握继电保护装置其他保护动作的现状,及时对保护动作进行复原,在电力系统恢复正常运行以后,还要将这次故障的详细信息以书面记录的形式保留下来,记录应当包括故障的时间、部位、成因、类型以及具体的处理措施等基本信息。
(2)在操作继电保护装置方面,要规范操作人员的操作工艺和流程,非操作人员严禁对继电保护装置进行操作。对于保险装卸、开关切换及压板接通转换等权限进行严格限制,需要具有相应职权的工作人员才能进行操作。对于超出了其职权范围的操作内容应当通过自动保护装置在第一时间断开开关并发送警报信息,以避免误操作和恶意操作的发生。
(3)发生在二次回路上的所有操作都要根据实际的设备规格,按照《电气安全工作规程》的要求规范实施,同时还要经常对变电站的二次设备进行巡视检查,一旦发生故障及时维修,保证继电保护装置的良好运行状态。
3 电力系统继电保护的发展趋势
3.1 继电保护计算机化趋势
随着计算机技术在电力系统继电保护中的应用,继电保护装置的计算机化已经成为了一项不可逆转的趋势。为了满足社会经济发展的需求,电力系统的功能不断完善,供电量持续攀升,这就对继电保护提出了更高的要求。新时代的继电保护系统应该拥有更大容量的空间用以存储事故数据信息,更快速高效的数据处理能力,更加强大的通信功能以及跟电力系统内其他设备共享全系统数据信息的能力等等。而以计算机技术为核心的微机继电保护装置可以充分利用计算机技术在运算能力和数据存储、传输方面的优势,将电力系统继电保护的质量推向新的高度,完美契合了新时代下电力系统不断发展的脚步。
3.2 继电保护技术一体化趋势
面对日益复杂的用电环境以及电力用户的多样化需求,在电力系统继电保护工作中迫切需要进行一体化改革。所谓继电保护的一体化趋势,就是指在继电保护计算机化的基础上,利用计算机网络技术,通过一个智能终端对整个电力系统的运行状况进行实时的监控和保护,并储存关键的数据信息,实现电力系统内保护、控制、测量和通信功能的一体化。每个微机保护装置不仅承担着继电保护功能,还能将变电过程中的数据进行存储并传输进后台的计算机系统,实现系统内的信息共享。与传统的继电保护相比,继电保护一体化所带来的优势还是很大的,它打破了传统的二次系统对各项单一功能的界定和限制,是电力系统继电保护继续发展的一个必然方向。
4 结语
综上所述,电力系统继电保护技术是保障电力系统安全平稳运行的一项重要技术手段,保障了电力系统运行的可靠性。在电力系统继电保护的事故处理方面,需要遵循一定的原则,采取合理的措施维护继电保护装置的正常运行。电力系统继电保护已经朝着计算机化、网络化和一体化的方面平稳发展,需要相关工作人员提高对电力系统继电保护的研究,进一步提高供电质量和安全性。
参考文献:
[1]许文彬.浅谈电力系统继电保护维护措施[J].中国科技信息,2012 (02).
【关键词】电力系统;继电保护技术;研究;发展
1 前言
随着我国经济的迅速发展,电力也成为了社会发展的重要保障与动力,电力行业的发展直接关系着国家的经济发展速度与人民的生活水平。而随着电力系统容量的不断扩大,电网运行过程就会出现很多问题,电路故障与运行不正常的现象经常发生,这些问题会导致用户的用电质量降低,更严重时还会引起人身伤亡等事故。因此,确保电力系统能够安全、稳定的运行是非常重要的,尤其需要注意对继电装置的保护,因为继电装置作为电力系统中的一个重要组成部分,能够很好的保障电力系统的安全稳定运行,从而提高整个电力系统的使用质量和运行效率。
2 电力系统中继电保护技术发展的现状
从我国电力行业目前的发展现状来看,继电保护技术的现状主要表现出以下两个方面的特征。
2.1 继电保护技术的起步较晚
我国是从20世纪70年代后期才开始对继电保护技术的研究,虽然起步与世界其他各国相比较晚,但是发展却很迅速。电力系统中的继电保护技术主要是研究电力系统运行过程中出现的故障以及在运行过程中出现危及人民生命财产安全的异常情况,我国的继电保护技术主要是使用微机保护,也就是通过微型的计算机的设置而构成的保护系统。在1984年,我国研究出第一个微机保护系统,通过试运行之后,才开始进行大规模的生产与应用。而我国的微机保护技术通过多年的研究与发展,已经超过了之前进口的保护技术,证明我国在继电保护的设备与技术上都具有非常明显的优势。
2.2 微机继电技术的不断发展
由于我国的电力行业在迅速发展,为了保障人民的用电安全,就需要使用到继电保护技术,因此,继电保护技术也需要得到快速的发展。在我国目前的继电保护领域,已经取得了一些重大的成就,并且通过国内外许多学者的研究与实践,证实了继电保护技术对于整个电力系统运行安全的重要性,从而使更多的人认识到微机保护的重要性。随着现在继电保护技术的不断发展,微机继电技术也得到了充分的应用,取得了较大的成就。因为微机保护技术具有逻辑处理能力强、灵敏度高、数值计算能力强、记忆能力好等优点,再加上危机保护技术能够实现真正电力的自动化管理,在我国应用的非常广泛。
3 电力系统中继电保护技术的主要发展趋势
因为继电保护技术是确保我国电力系统安全运行的重要保障,在今后的发展趋势中呈现出以下几个方面的特征。
3.1 继电保护技术的网络化发展
在继电保护系统当中,网络保护技术是非常重要的组成部分,所以,继电保护技术需要朝着网络化的方向发展。通过计算机中的网络技术从而实现对电力系统的保护,达到继电保护系统中的数据与信息的资源共享。网络化的继电保护技术是一种新型的电力系统保护技术,通过实现继电技术的网络化,能够有效的提高电力系统运行性能,因此,网络化的继电保护技术是今后继电保护技术发展的主要趋势。在整个继电网络的保护当中,能够对所有的电力分站进行统一的保护与管理,是非常重要的一个环节。现在的分站保护系统能够分成两种模式,一种是利用现在已经完善的微机保护技术,另一种是通过对微机保护技术的重新组建,从而形成新的系统,实现对分站电网的网络保护功能,保障整个电网系统的运行安全。
3.2 继电保护技术的计算机化
继电保护装置的计算机化是目前我国的继电保护技术发展的主要趋势,并且是不可逆转的系统发展趋势。随着电力系统的迅速发展与用电需求的迅速增加,也对电力系统的继电保护技术提出了更多、更高的要求。为了满足这些要求,继电保护技术就应该具备更加强大的功能,例如,需要增大故障信息与数据的存储容量并延长存储时间、加强通信功能、怎家快速处理数据的功能、高级语言的编程功能等。而微机保护技术就充分的利用了计算机中运算功能、储存功能与记忆功能的几大优势,把计算机技术、通信技术与继电保护技术进行有效的融合,从而保证我国电力系统使用的可靠性与灵活性。
3.3 继电保护技术的智能化
在我国进入了20世纪90年代以后,计算机的数据自动化技术就得到了迅速的发展,致力于电力系统保护的研究人员也开始对继电保护技术的的智能化做出相应的研究,使继电保护技术能够充分的体现出现代化的发展趋势与智能化的技术。而现代的电力系统管理模式也逐渐使用了智能化的管理模式,通过智能化的管理,能够有效的减少电力系统在运行与管理时产生的资源浪费,同时也给其他电力保护技术的研究创造了更加广阔的空间。
近些年来,在我国的继电保护技术中已经不断的引入人工智能技术的研究,通过模拟人工的神经网络与遗传算法等来简化继电保护技术,实现更加智能化的管理,促进我国继电保护技术朝着自动化的方向发展。而目前我国也已经有许多电力企业开始应用了人工智能技术,推动了继电保护技术智能化的不断发展。
3.4 继电保护技术的一体化
由于在继电保护技术中需要使用大量的测量、保护与控制技术,一些在室外变电站所使用的设备,也需要通过对电缆的控制而把这些设备的控制主线引入到主控室。在进行传统的继电保护的敷设过程中,需要使用到大量的控制电缆,在进行二次回路的装配过程也十分的复杂,会花费大量的人力、物力与财力。但是随着一体化装置的引入,把继电保护装置转换成为具有多功能与高性能的计算机,使计算机网络电力系统形成一个智能终端,就能够保证电力系统在正常运行的情况下,还能完成测量、控制与保护的工作。这种一体化的技术具有十分明显的优势,使电路的维护、修理与调试工作变得更加简便,打破了传统的继电保护技术中二次系统对于各个专业的限定与划分,是电力系统中继电保护技术发展的重要趋势。
4 结束语
总而言之,随着我国社会的不断发展,人们对于电力的需求量与使用要求也在不断的提高,因此更加需要不断发展、不断创新继电保护技术,提高电力系统保护的技术含量。通过本文的分析能够得出,国内外的电力系统继电保护会朝着网络化、计算机化、人工智能化以及一体化的方向发展,这些继电保护技术的不断发展与应用也给我国的电力系统工作者提出了更多的要求,电力工作者需要不断提升自己的专业技能,学习先进的专业技术,才能够确保我国的继电保护技术能够更好的发展,保证我国人民的用电安全。
参考文献:
[1]吕卫胜,付玉松,唐爽.浅谈电力系统继电保护技术[J].科技咨询,2010(13).
关键词:变电站 继电保护 电力系统
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-0-01
随着人类社会和现代化的不断发展,人们已经越来越离不开电带给我们的帮助,离开了电力,人类几乎无法生存。所以,电力系统合理高效的保证供电不但与经济发展有关,更关乎举国上下的民生问题。而电力系统中最重要的一个环节就是继电保护系统,它使供电系统可以有条不紊的安全运行。因此,研究继电保护的现状与未来的发展前景具有非常重要的意义。
1 电力系统继电保护的发展现状
随着中国的计算机技术,电子技术和通信技术的高速腾飞,我国的电力系统也是得到了日新月异的发展。现阶段最值得国人骄傲的就是电力系统微机继电保护技术的研发、成熟与应用。微机继电保护技术与过去几十年的机电式继电保护、晶体管继电保护、集成电路保护三种继电保护技术不同,它的数字计算能力和逻辑处理能力强劲,自我检测和记忆能力也是远远超越前几代的继电保护技术。如今,这种微机继电保护技术已经广泛的应用在了我国的高低压线路、电气设备以及低压网络当中,尤其是220kv以上的线路已经几乎全部被微机保护。重要的事,经过多年实践验证,实际应用中的微机继电保护确实比其他的保护技术具有更加显著的效果。目前我国具有自主产权的微机保护设备已经渐入佳境,不再依靠进口的继电保护技术和设备,甚至在原理和技术上已经超过了其他国家的继电保护。因此,微机继电保护技术在我国电力系统的应用已经被人们普遍认可,而且达到了不可取代的地步。
2 对继电保护发展的展望
继电保护装置经过几十年天翻地覆的变换,经历了结构由繁到简、由分散到集中的过程。现如今,光电互感技术、计算机网络技术和自动化变电站技术这三大技术群的迅速发展使得变电站又开始进入数字化变电站时代。
数字化变电站最大的特点就是分成了过程层、间隔层和站控层三层设备。三层设备的重新划分使控制、数据通信、测量等原来由微机保护完成的任务也重新划分给了其他层的设备。比如过程层中的智能断路器、电子互感器和合并单元共同完成控制、模拟量及信号量的采集任务,而这些任务都是由原来的微机保护独自完成的。
这种继电保护任务的分层处理使得现在的继电保护只保存了数据计算、逻辑处理等非常少的任务,也必然会导致包括运行维护以及功能配置等方面的影响。笔者认为,未来的继电保护将会出现以下变化。
2.1 硬件向模块化发展
过去的微机保护是一个整体装置,它的各个功能都集成在了几块互相交互的模块上,包括数据采集和计算以及信号逻辑处理的CPU模块、出口模块、电源模块、电流电压互换的CT/PT交流模块。设计制作继电保护装置时,针对不同的保护装置和原件,其设计出的设备的采集交流量和跳合闸出口的数据和性能都也各不相同,这样的话就没法做到硬件的模块化处理。而新式的变电站将功能分为三层,过程层负责交流采集功能,智能操作箱负责跳合闸的功能。这样的话,保护装置的模块就缩减为电源模块和CPU模块,这两个模块一般情况下都是标准化处理。因此,全站的保护设备就可以进行硬件的模块化处理,这样不但减少了工作人员的工作量,也使设计方便,节省了成本。
2.2 软件向元件化发展
目前继电器的保护原理和技术基本已经成熟,而且保护功能一般情况下也不会进行革命性的更改,所以,我们可以利用某种高级语言,将这些程序封装在标准的控制元件当中,再将这些元件针对不同的保护性质和功能嵌入到相应的位置。对于未来不会修改的功能可以做成完全封闭的元件,而对于将来可能进行修改的,可以开放元件的进出口进行修改和完善。为了避免使用和操作的过程中出现麻烦,可以将元件按照某项标准进行合理划分。这样不但有利于元件厂商推出新产品,而且增强了继电保护装置的适应性,同事避免了由于设计者的不同设计思路导致产品的不合适。
2.3 保护功能向网络化发展
随着网络信息共享的发展,可以利用计算机网络的时效性和共享性将过程层所采集的数据共享到整个系统的所有设备上,让所有工作人员都可以随时查阅。这样不但极大地提高了继电保护装置的时效性和工作效率,而且通过信息的全站共享,可以将多台机器的保护功能集成在一台超级计算机上一同实现,同时也有利于优化变电站的自动化、元件化和模块发的发展。全站的网络共享是变电站整体工作效率提高的基础,只有网络共享、数字化进一步深入发展和广泛应用,将计算机网络和数据处理的效果达到最大化,才能最终实现整个变电站数据的统一化、智能化、共享化处理,变电站的保护功能网络化必然会发展到新的天地。
2.4 装置功能向集成化发展
现阶段,随着处理器逻辑运算速度的快速发展、需要处理的继电保护现场情况也是越来越繁杂、又要考虑到成本的节省问题,集成化的继电保护装置逐渐受到人们的关注。比如一个110/10 kV的变电站,我们可以将整个变电站的变压器设计成由10 kV的出线、110 kV的进线和变压器在内的三台间隔层的保护单位组成的系统,这样这三台保护单元就可以对整个变电站进行继电保护,而不再像以往那样浪费人力物力。当然这其中也需要对不同的精度和算法进行相应的调整。装置功能向集成化发展不但可以通过压缩变电站的设备大大的节省成本,而且在维修时只需要维修或者更换损坏的部件,备份时都只需要对这三台设备的设置进行备份即可,不再需要在乎其他方面,也极大的缩减了劳动量,提高劳动效率。
3 结语
继电保护产品不断推陈出新,新的数字化变电站的推广也使得微机继电保护技术进入了新的发展阶段。经过该文对继电保护设备模块化、网络化、元件化、集成化的讨论,可以看出我国未来新式继电保护技术和设备必然会走出新的一步。
参考文献