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【关键词】继电保护;变电系统;影响
在科学技术迅速发展的今天,继电保护也变得非常多样化。不仅方式不再单一,并且继电保护的影响范围也更加广泛。为了保证变电系统更好的进行变电工作,同时对居民的生活和工作用电提供一个较强的保证,我们必须利用继电保护的优势,强化变电系统的运行。另一方面,还要对地区的情况进行调研,每个地区的变电工作都存在一定的差异,结合市民对电力资源的实际需求,加上合理的继电保护方式,才能让变电系统发挥出更大的作用。本文就继电保护对变电系统的影响进行一定的讨论。
1 继电保护的概述
1.1 概念
对于继电保护来说,很多的人虽然听过,但是却没有办法说出个所以然来。为了进一步讨论继电保护对变电系统的影响。本文在此首先阐述一下继电保护的概念。在变电系统正常的运行过程中,不仅仅需要一些辅助的设备,同时还需要一系列的技术来帮助变电系统更好的运行,对外部和内部产生一些有效的保障。继电保护就是众多的保障措施之一,而且效果比较值得肯定,因此在近几年的发展中,获得了广泛的应用。从理论上来说,继电保护是由一个或者几个保护元件组合而成的设备,属于自动化设备的范畴。当系统运行的过程中,一旦出现线路故障或者设备故障,继电保护装置会在第一时间发出警报、跳闸的指令,在根本上防止事态进一步严重化。另一方面,能够有效保护系统的安全,避免安全事故的发生。
1.2 继电保护的主要任务
对于继电保护来说,现阶段的主要任务分为两点。首先,继电保护需要有效的监控系统的运行。变电系统在运行的过程中,不可能完全靠人工来进行监督,而且由于变电系统比较复杂,单单靠人工来进行监控工作,很有可能产生遗漏。继电保护则不同,它能够对变电系统的日常运行全方位的监控。当变电系统发生故障的时候,继电保护便会第一时间做出反应,不仅会发出警报,同时还会自动跳闸,避免恶性事件发生。其次,继电保护会及时反应系统设备的异常情况。电气设备在出现的异常情况的时候,会第一时间通知工作人员赶到现场处理,从而避免产生较大的损失。由此可见,继电保护的功能较多,而且可以有效的帮助变电系统运行。
2 继电保护对变电系统的影响
从以上表述来看,继电保护的确能够对变电系统产生较大的积极影响。但是具体应用后的效果仍然需要在实践以后才能得到肯定。在此,本文将继电保护对变电系统的影响进行一定的表述:
2.1 变压器瓦斯保护
变压器瓦斯保护可以反应变压器内部的漏油故障以及匝间短路故障等所有形式的故障,有着非常高的灵敏度。变压器瓦斯保护的一个主要元件是气体继电器,其位于油枕和油箱之间的连接管。当变压器在发生故障的时候,它的绝缘物和油就会发生一定的分解反应,并且产生很多的气体,为了让这部分气体能够较为顺畅的通过连接管,从而流到油枕当中,就需要保证连接管和变压器顶盖存在一个合理的坡度。当气体通过气体继电器的时候,变压器的瓦斯保护就会启动,从而达到保护变压器的作用。通过以上的阐述能够清楚的看到,利用继电保护的原理,可以对变压器的瓦斯起到较强的保护作用,而且用时较短。
2.2 电流速断保护
电流速断保护是继电保护对变电系统产生的积极影响之一。很多的地区的变电系统较为复杂,在发生问题的时候,常规手段并没有办法对事故进行一个较好的控制。针对这样的情况,电流速断保护就能够达到一个较高的工作水准。从客观的角度来分析,一些容量相对较小的变压器,比较适合应用这种保护方式。我们可以在实际的工作中,将电流速断保护安放在变压器的电源侧面,这样一来,既不会占用太多的空间,同时还不会影响日常的保护工作。电流速断保护拥有一个较强的优势,那就是接线比较简单,反应也非常的迅速。另一方面,电流速断保护还能够通过与变压器瓦斯保护的有效配合,二者之间互相弥补劣势,从而形成一个内部的变压器保护系统,进而对变电运行产生较大的积极影响。
2.3 纵联差动保护
它是变电系统变压器上的一种主保护,可以很好的对故障发生范围进行区分,并且反应出各种类型的短路故障,例如引线短路、绕组短路等,同时能及时切除位于其保护范围以内的所有元件短路故障。此种保护方式能够对变电系统的运行产生一个全面的保障,从现有的情况来看,当从纵联差动保护启动时,配合相应的重合闸装置动作,可以有效切除电力系统上一些瞬时故障和临时故障,并有效保护电网系统的稳定和提高用户供电的可靠性。当遇到永久性故障时,纵联差动保护更是能快速切除故障点,防止故障事故的进一步扩大,保护非故障设备的安全运行,提高了电网的稳定性。
2.4 过电流保护
对于变电系统来说,无论是否应用继电保护,都需要设置过电流保护。其主要作用是反应变压器外部相间短路故障而发生的过电流。对于变电系统来说,在正常运行的情况下,当然不会发生问题。但是随着居民的用电量不断的提高,国家在发电的过程中,有时候会出现疏漏,这个时候就需要过电流保护,否则会扩大损失。从现阶段的发展来看,过电流保护是最简单的保护方式,以此为基础,低电压启动的过电流保护在其上增设了低压继电器,而复合电压启动的过电流保护则又是在低电压启动的过电流保护的基础上增设了负序电压继电器。从任何一个角度来看,过电流保护无疑是继电保护对变电系统的影响是非常积极的。在今后的工作中,仍然要对其不断的深化和加强。
2.5 过负荷保护
变电系统在运行的过程中,不仅仅需要过电流保护,同时还需要过负荷保护。在日常的设置当中,变电系统会有一定的负荷范围,在其范围之内,变电系统自身就能够很好的处理,如果超出应有的范围,势必会引起一定的事故。利用继电保护的原理,能够有效的进行过负荷保护,从而避免一系列安全问题的产生。
3 总结
本文对继电保护进行了一定的阐述,同时将继电保护对变电系统的影响进行了一定的讨论,从现有的情况来看,很多地区的变电系统并没有良好的应用继电保护的方式和原理。因此,在今后的工作中,需要结合实际的发展情况,让继电保护对变电系统产生更大的积极影响。
参考文献:
[1]冯少辉.浅析电力系统继电保护的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(07).
[关键词]继电保护;“六统一”;现场应用
近年来,随着人民生活水平的不断提高,人们对电力提出了越来越高的要求。继电保护在电力系统中占据着越来越重要的地位,其发挥的作用也越来越重要。因此,保证电力系统的安全稳定运行,需要加强继电保护工作。在加强继电保护工作时,要从继电保护的设计、施工以及维护等各个阶段制定统一的标准。我国的电网公司在出台继电保护“六统一”标准后,虽然一定程度的取得了成效,但是在实际的现场应用中还存在着不统一的情况。
一、继电保护“六统一”的概念以及发展现状
1.继电保护“六统一”的概念
所谓继电保护“六统一”,指的是实现继电保护的功能配置、回路设计、端子排布置、屏柜压板、接口标准、保护定值以及报告格式的统一。制定“六统一”,对继电保护装置的内部保护、配线、测控功能、程序设计以及装置通讯等方面进行严格、细致的规定,确保生产厂家与设计单位有章可循、有据可依,方便对设计、调试、接线、维护以及事故进行分析等。
2.继电保护“六统一”的发展现状
伴随着我国电网的迅速发展,变电站在不断的增多,人们在加大电网的需求时,对电网提出了更高的要求。因此,需要对继电保护的设计、施工以及维护等方面进行统一的管理,制定统一的管理标准。继电保护的现场调试、维护工作人员面对众多厂家与回路,要实现回路、装置和设计等环节具有统一性,旨在能够有效的降低维护成本,节约调试。但是目前的继电保护“六统一”过程中,存在着“明统一暗不统一”的情况,进而给继电保护的现场应用产生影响,存在着降低工作效率、转变工作流程以及继电保护后期设备维护工作没做好等问题。
二、继电保护设计单位在执行“六统一”规范方面的问题
受到各个设计单位设计工作经验不同、实际现场情况了解程度不同等因素的影响,所设计出的二次图纸具有以下几个方面的问题:
1.设计理念不同
在设计理念方面,存在着大开关的运行/检修、远方/就地等设计理念不同的情况。立足于继电保护的安全可靠角度进行考虑,在继电保护回路中,一般来说断点越少越好。为了使一次设备能够始终处于保护状态中,继电保护工作人员应该将一次设备本体中的切换把手设置为“远方/就地”。开关柜会出现打到“就地”、保护能跳开开关,但是其不能实现远方遥控开关。立足于确保工作人员人身安全的角度机械您好考虑,在对一次设备进行检修时,不能实现保护的跳合开关,因此,相关工作人员要将一次设备的切换把手设置为“运行/检修”。设计人员对此情况所考虑的角度不同,进而所设计出的回路也不同。
2.防跃方式不同
在对防跃方式进行选择时,主要有机构防跃和操作板防跃两种方式。我国的电网公司规定运用机构防跃方式。但是由于设计单位在回路设计方面没有达到统一,特别是对部分间隔进行改造时,为了实现全站的统一,通常情况下,设计单位会实现回路设计和运行设备的相统一。
3.电压等级计量电压二次回路
根据相关的计量规范可以了解到,电压回路是辅助接点,不经过空开和刀闸。在对安全性检修工作进行考虑后,经刀闸的辅助接点在计量二次电压回路中增加了断开点。但是检修工作不会导致出现二次电压反充电的情况,最终出现设计分歧。
为了实现设计中存在的不统一现象,一方面,设计单位要对相关的设计规范和“六统一”内容进行熟悉;另一方面,设计单位要加强和电力二次部门的沟通,特别是机电保护现场的工作人员要及时发现问题,并将问题反映给设计人员,最终达到共识。
三、继电保护生产厂家在执行“六统一”规范方面的问题
各个不同的二次设备厂家在对继电保护装置进行生产、设计的过程中,会受到习惯性因素或者不同的逻辑着眼点方面进行考虑,导致二次设备出厂时出现不统一问题:
1.二次设备外观的不统一
继电保护/测控屏的前门,有的厂家是往左开,有的厂家往右开,这就给外观的整体效果带来影响,不统一,另外,相邻的两个测控屏如果同时开门,那么会很不方便。在端子排方面,大多数厂家不仅运用电流连片来进行电流电压等模拟量的回路工作,而且还运用电流连片进行出口回路工作。使用电流连片具有连接功能好、试验和检修工作方便的优点。但是部分厂家还是运用普通端子进行出口回路。
2.录波开入量电源问题
运用录波装置所采集的开入量主要包括主控室内、场地以及高压室内三种,因此,开入量使用的电源应该运用强电。但是部分厂家依然运用24v的开入量电源。
3.主变闭锁的有载调压问题
部分主变厂家通过在主变本体端子箱中安装过流继电器,使其具备闭锁有载调压的功能;还有部门主变厂家不使用继电器,运用保护装置的接点实现闭锁功能,即使运用保护装置接点实现闭锁,那么在运用保护装置常闭接点时,将节点放置在调档回路中,运用常开节点,将主变调压继电器进行启动,最终实现调压电源的断开;此外,还有部分主变保护厂家运用引出的方式,将闭锁有载调压的过流节点进行引出,在引出时,存在着有的过流节点引出,有的过流节点没有引出的情况,这就导致一二次设备在接口中出现该功能重复或者无法实现的现象。
以上所提到的厂家在执行继电保护“六统一”中存在的问题,为了对其进行有效的解决。一方面要求厂家熟练掌握二次回路的典型设计与标准化配置等专业性强的文件;另一方面,需要加强厂家与厂家、厂家和现场工作人员之间的交流沟通,旨在能够最大限度的使继电保护装置达到“六统一”规定的标准规范,并使其能够满足实际的现场工作需要。
四、结语
总之,本文立足与设计单位和厂家的角度,对目前继电保护“六统一”的现场应用工作中存在的问题进行了详细的分析,提出了其中的和规范章程不符合的环节。因此,为了真正的落实继电保护“六统一”的政策,需要加强对设计单位、厂家、电力部门以及工作人员的培训,使其对“六统一”的相关内容进行学习,最终真正将继电保护“六统一”落到实处。
参考文献
【关键词】电力系统;自动化;安全管理;继电保护
1 电力系统稳定的基本概念
电力系统稳定的种类有很多种,下面笔者着重介绍几种稳定形态和意义。电力系统暂态稳定则是指电力系统以某种运行方式运作时,突然受到极大的扰动,在经历一个机电暂态过程后达成一个新的稳定运行状态或回归到原始稳定状态;电力系统静态稳定的概念定义为电力系统在受到小型干扰后,不出现非周期性失步,并能够通过内部的调整自动恢复到起始的运行状态;电力系统动态稳定则是指电力系统在受到干扰后,不出现振幅不断增大的振荡而失步的状况。其主要表现特征有:电力系统的机电耦合的次同步振荡、低频振荡以及同步电机自激现象等等。至于频率崩溃则指的是电力系统频率在低于某一临界频率值时,电源与负荷之间的平衡关系将遭到毁灭性的破坏,从而导致一些机组相继退出运行状态,造成大面积停电的状况。
2 电力系统继电保护进行的基本要求
电力系统的建立之所以需要继电保护功能的加载,不单单是为了在事故发生时对故障线路进行快速切断,而是基于故障发生时,对故障线路进行有选择性的切断,从而选择性的保护了不需要切断的电力线路,避免由于部分线路故障而造成的经济损失扩张,将损失程度降到最低。上述情况中提到的选择只是继电保护的功能之一,当电力系统故障发生时,继电保护系统还具备有一定的速动功能,速动功能是故障快速切除的基本保证,其动作的前提是系统内置设备的可靠性和稳定性,因此继电保护能够对电力系统运行发生故障时,将影响及损失降低至底线的电力系统保障。快速切除故障的优点有:提高了电力系统运行的稳定性;降低电气设备的损坏程度,防止电力故障范围的进一步扩张;系统电压恢复迅速,使得电动机的运行能够快速自启并恢复正常工作状态,从而减轻对电力用户的影响;使线路短路点去游离的速度变快,从而提高重合闸的成功率。
近些年来,我国工农业的迅速发展,使得电力系统进行了一场新的技术革命,原始的系统继电保护装置已经不能满足当下电网改革的需求。因此,在面对需要不断改进的电网结构时,继电保护装置也要从根本上进行技术和能力的革新,从而适应不断强化的电网需求。
3 电力系统继电保护特征及管理现状
由于电力系统自动化的发展趋势,继电保护的模式已经不再是以前传统意义上的仪表监控、预告信号、事故音响警报等单一的管理模式,而是在计算机现代化管理技术的层面上实行了自动化管理模式,其具备有维护安装调试便利、操作简单快捷、保护性能可靠、功能强大、设备先进等优势。并且具有高度的可靠性、灵活的选择性以及精确的逻辑回路动作,使得操作人员能够更为轻松的进行操作。这样的功能具备,从科学的角度上实现了遥测、遥控、遥调及遥信等共享化管理功能,落实了无人值守的电力自动化管理控制的目标。而故障录波和基于GPS的卫星对时功能则从较大程度上满足了管理人员对电力系统运行故障及时、精准分析和快速处理。这些都是在计算机现代化管理技术层面上进行的继电保护设备分析,表达了笔者对今后继电保护技术发展的美好憧憬。当下施行的继电保护运行环境并没有发生什么较大的变化,自动化综合变电站和现代化电网对继电保护功能需求的逐步提升,使得继电保护全方位的功能激发和其安全管理工作有了更近一层的奋斗目标。比较于电磁型的传统保护方式,计算机技术系统对于雷击防护、干扰抗拒、工作环境要求以及电压电源等条件具有更为客观的高度要求。因此,对于现行的变电站后台远方监控等不完善状况,更提醒了我们要对继电保护管理措施加强重视和管理,让当下继电保护相关功能的运行环境、设计维护方式的优化更加完善,从而能够合理补充自动化综合变电站人性化的管理功能,使得运行稳定、安全的综合电网的建设拥有一个良好的实施基础。
4 电力自动化继电保护安全管理
4.1 统筹规划,开展科学的选型设计
选型设计方面,电力系统主体应该树立良好的知名企业形象,对继电保护的安全设备选择上秉持完善设计、成熟技术及可靠稳定性能具备的产品,从根本上保障了硬件设备治疗的优秀程度,使其能够在电力系统中进行长期稳定的运行。实践管理上则要有纵观全局的设计概念以及科学合理的配置思想,从而使继电保护、信号、计量、测量以及远动控制等环节能够相互配合,进一步确保电力系统高水平运转的高效状态。
4.2 调试安装的完善,保证电力设备之间能够协调配合综合自动化变电站的运行
对于新安装或二次回路路径有所变更的变压器差动保护要经过遵循以下原则才能投入正式使用:上述差动保护设备的运行投入要在充电器充电时进行;系统带负荷前应该停用差动保护;带负荷后测量出的负荷电流向量及继电器的差电压,核对无误够后才能将差动保护投入运行使用。
4.3 依据安全保护要求强化验收标准投运及运行的相关维护
电力系统中,对于电力自动化继电保护装置的验收是十分重要的,除了在验收时进行一些常规的设备验收和维护操作外,还要加强对各个设备的遥信、遥控、遥调和遥测功能的检测验收,并以相关规程为依据,明确设备运行重点,从而建立今后设备检修中相关数据的支持体系。继电器的验收和定期测试时,外部检查标准如下:继电器外壳完好无损,没有外伤和破损的状况出现,且盖与底座之间密封保持良好;继电器各原件不存在外伤和破损,且安装牢固整齐;导电部分的螺丝、接线柱以及连接导线部位,不应该出现氧化、开焊和接触不良等现象,螺丝和接线柱上应该具备弹簧垫和垫片;非导电部分部件则必须用螺丝加以固定并用耐久漆进行点封。
5 总结
综上所述,结合当下电力系统继电保护特征和管理状况,电力系统管理者只有依据现实工作需求、系统调控现状来科学地制定安全管理策略、统筹设计、规范选型设计并完善调试安装及协调配合方面的制度。加强对投运的验收和运行的维护,从根本上提升电力系统继电保护的安全性,使其能够尽快适应电力自动化系统的改造,将其辅助功能的优势充分发挥,以全面提升电力系统的服务水平和运行效益。
参考文献:
[1]施计.电力自动化继电保护安全管理探讨[J].价值工程,2012(04).
关键词:电力系统;继电保护;隐藏故障
中图分类号: TD611+.2 文献标识码:A
随着电力系统的快速发展,对继电保护装置的要求也越来越高。继电保护系统的隐藏故障是造成大规模连锁停电的主要原因之一,隐藏故障的诊断以及继电保护的运行状态监视受到了广泛的关注,现有保护装置的自检技术仅能发现装置自身的部分硬件失效,不能完全解决保护装置的隐藏故障问题,也不能发现继电保护系统的原理缺陷。因此,研究继电保护隐藏故障的诊断方法,对提升继电保护可靠性具有很重要的意义。
1继电保护隐藏故障的概念
继电保护隐藏故障被定义为保护系统中的永久缺陷,此缺陷将导致继电保护系统不正确的切除电路元件,并有可能造成其它保护装置相继错误动作,造成连锁停电事故。隐藏故障在系统正常运行时故障现象并不明显,很难被发现。但是一旦外部有故障发生,继电器正确切除故障,电力系统潮流重新分配,在这样的运行状态下就可能会使含有隐藏故障的保护装置发生误动。
2继电保护隐藏故障的特征
在电网正常运行时,隐藏故障并不会使系统表现出异常,对电网几乎没有影响。但是,由于电网某些部分发生变化,如电网出现故障或过负荷等情况,隐藏故障就会被触发从而导致保护系统误动,更有甚者造成连锁故障的发生。继电保护系统中的硬件与软件都有可能存在隐藏故障,例如 PT、CT、各种继电器、通信通道及软件设置错误等。
3继电保护隐藏故障的原因
隐藏故障可能由很多原因引起,主要有两类原因:
3.1设备或元件故障引起的隐藏故障。如元件失灵、磨损或者因为环境和不正确的人为干涉引起的元件损坏等。这类故障可通过人为检修发现,通过定期检修可以减少该类隐藏故障的发生,但要杜绝此类故障的发生却非常难。
3.2定值整定不合理引起的隐藏故障。这种隐藏故障可能是由于整定值和校准的错误,或者整定不能满足电网的全部运行方式引起的。尤其是系统结构或者容量经过改变时,而保护的整定值却没有做相应的修改,此时虽然继电保护装置能够正常运行,但是由于不正确的整定仍然会存在隐藏故障。
4 基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法
根据继电保护的工作原理,研究对保护装置的静态特性和动态特性进行隐藏故障的诊断方法。重点研究静态测量环节、动态测量环节及保护定值的分支系数合理性,利用继电保护提供的丰富的信息,辨识出异常的测量信息,最终实现对保护装置隐藏故障的诊断。
4.1不同地点继电保护测量值的相关性
由微机继电保护的工作原理可知,电力系统出现扰动前,保护装置不启动,其测量环节仅计算电流、电压的幅值和相位,甚至仅做数据采集和起动判断而并不计算任何电气量。静态特性是指继电保护装置在未满足启动条件时,仅进行测量计算而不进行逻辑比较和跳闸出口环节,此环节涉及的硬件设备有互感器测量回路、连接电缆、端线、继电保护前置处理电路、采样及采样值计算等。正常运行时,存在于该环节的隐藏故障可能并不会马上表现出来,也不会造成保护误动作,但系统运行压力变大时,如一次电流增大或保护区外故障,此类隐藏故障将被激活,导致继电保护误动或者拒动。因此,为避免此类故障的发生,应注意此类隐藏故障的监测,其中保护装置测量回路正常工作与否是保护装置静态特性好坏的关键。
4.2 基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法
4.2.1继电保护装置测量回路的隐藏故障分析
继电保护装置测量回路由互感器、连接电缆、端线、变换器、模拟低通滤波器,采样保持电路、多路模拟开关、模/数转换电路等组成。若测量回路中任何一个环节出现故障,都将使保护装置获取不到正确的电网运行信息,有可能导致保护装置做出错误的判断。
4.2.2静态隐藏故障监测方法
各保护装置输入的采样值信息都具有很强的相关性,利用这种相关性可以鉴别出保护装置测量回路是否存在隐藏故障。对于变压器的电气量保护而言,通常都配备有基于电流信息的主保护,各保护装置输入的电流信息具有相关性。所以,诊断系统要求能够获得各保护装置的实时采样数据,并要求这些采样数据在时间上具有同步性。
4.3基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法
4.4.1 保护起动时的计算测量环节的隐藏故障分析
计算测量环节是把采集的故障数据进行集中处理,所涉及的元件主要是测量回路和测量计算元件等,是对这些元件进行隐藏故障的监测是避免该环节出现隐藏故障的关键。
4.4.2 基于保护测量值相关性的保护动态测量环节的隐藏故障诊断方法
在保护系统中,电网中相邻元件间的保护装置在功能上是互相补充的,各保护装置根据自身获取的测量值信息做出逻辑判断,根据自身获取故障信息的差异,从而做出不同的动作结果,保证了保护动作的选择性,因此保护装置的故障测量值正确与否是保护正确动作的关键。
4.4.3保护启动时测量值的相关性原理
对于同一故障信息,线路保护装置的测量值之间具有相关性,这种相关性与继电保护装置的保护原理有关,也与不同保护装置之间的电路结构有关。保护装置进入动态特性时进行的,因此它不但能够对保护的隐藏故障进行诊断,同时还可对保护动作时的中间动态过程进行有效监视,能够为分析保护性能提供依据。
结语
综上所述,分析继电保护隐藏故障的原因,结合继电保护工作特性与保护整定值的分支系数是否合理分别展开对继电保护隐藏故障的探讨。通过分析继电保护装置的静态特性,提出针对保护装置测量回路异常的诊断判据及诊断方法。在分析保护动态特性的基础上,提出保护启动时计算测量环节的动态隐藏故障诊断判据。通过研究继电保护隐藏故障的诊断方法,可以有效地提高继电保护故障的处理能力,确保电力系统稳定运行。
参考文献
Abstract: With the development of power system protection technology, power technology continues to develop with innovation. This paper reviews several stages of development of the mechanical and electrical technology and describes technological innovations details of relay, which provides a theoretical basis for future progress.
关键词:电力系统;继电保护;技术创新
Key words: power system; relay protection; technology innovation
中图分类号:TM77 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)36-0198-01
1继电保护技术的发展史
随着电力系统的出现,继电保护技术就相伴而生。以数字式计算机为基础而构成的继电保护起源于20世纪60年代中后期。我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。
从继电保护的基本原理上看,到21世纪20年代末普遍应用的继电保护原理基本上都已建立,迄今在保护原理方面没有出现突破性发展。从实现保护装置的硬件看,从1901年出现的感应型继电器至今大体上经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微型计算机式等发展阶段。纵观继电保护将近100年的技术发展史可以看出,虽然继电保护的基本原理早已提出,但它总是根据电力系统发展的需要,不断地从相关的科学技术中取得的最新成果中发展和完善自身。
2继电保护技术创新
2.1 机电技术网络化创新在计算机领域,发展速度最快的当属计算机硬件,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,价格也在迅速降低。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。硬件技术的不断更新,使微机保护对技术升级的开放性有了迫切要求。网络特别是现场总线的发展及其在实时控制系统中的成功应用充分说明,网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的理想方式。如基于网络技术的集中式微机保护,大量的传统导线将被光纤取代,传统的繁琐调试维护工作将转变为检查网络通信是否正常,这是继电保护发展的必然趋势。微机保护设计网络化,将为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新,它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性,使装置真正具有了局部或整体升级的可能。继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。
2.2 机电技术智能化创新进入20世纪90年代以来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护的发展注入了活力。人工神经网络(ANN)具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点,其应用研究发展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。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。
2.3 继电保护中自适应控制技术创新自适应继电保护的概念始于20世纪80年代,它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣,是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点,在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题,采用自适应控制技术,从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
2.4 继电保护中自动化技术创新现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合,它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心,将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。综合自动化技术相对于常规变电所二次系统,主要有以下特点:①设备、操作、监视微机化;②通信局域网络化、光缆化;③运行管理智能化。
参考文献:
[1]杨奇逊.微型机继电保护基础[M].北京:水利电力出版社,2008.
[2]张宇辉.电力系统微型计算机继电保护[M].北京:中国电力出版社,2000.
[3]葛耀中.自适应继电保护及其前景展望[J].电力系统自动化,2007,21(9):42-46.
[4]吴斌,刘沛,陈德树.继电保护中的人工智能及其应用[J].电力系统自动化,2005(4).
[5]杨晓敏.电力系统继电保护原理及应用[M].北京:中国电力出版社,2006.