广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000
摘要：21世纪，新中国成立以来，我国的继电保护技术有了较大的发展，继电保护技术是用来保护电力系统运行安全的第一屏障，能够在电力系统出现故障时发出信号并且将故障排除。电力安全运行，关乎社会的和谐稳定，而继电保护被称为电力安全运行的“保护神”，是保证电力系统安全、稳定运行的“忠诚卫士”。本文将对继电保护的可靠运行进行探讨，希望为广大电力工作者提供一点理论参考。
关键词：继电保护；运行；可靠性；电力系统；发展趋势
1、电网运行故障原因、对电网的影响所在
电气设备事故的时常发生，是导致电网运行不稳的重要因素之一。电气故障的出现，往往是无法预知的事件，设备局部的发热、绕组匝间的短路都可能导致事故、事件的发生。一旦电气设备的某部分元器件发生故障，其所在段线路的继电保护装置就会自动切除故障。因此，保证继电保护装置运行正常、二次回路连接无误，避免发生故障时保护装置有误跳、拒动、越级跳闸等现象发生，也是继保工作人员的基本任务。
电气故障中危险的故障当属于电路的短路。短路故障会造成电网系统电压降低并产生短路电流，当短路电流过大，则会产生如下严重的后果。首先故障点的强大短路电流使故障电气元件损毁。其次，强大的短路电流会导致众多电气元件发热损坏至少降低了电气工作寿命。其三 电力短路会造成部分线路的电压降低，电力运输的稳定性大打折扣。严重时会导致电力运输系统崩溃。而电网运行中继电保护的使用则可使供电 系统的可靠性、安全性提升并缩减一些供电线路停电的次数，并大大增强电力系统运行的稳定性。
2、对继电保护装置的特殊要求所在
（1）继电保护装置必须具备可靠性。由于继电保护装置是电力运行安全、稳定的关键所在，是电力输送的“保险开关”。所以，一旦在继电“保护区”范围内产生电力输送障碍如电气元件有故障，继电装置必须有动作反映，不能无动于衷、拒绝动作。反之，不在其“保护区”的电路发生故障这个继电保护装置则不能有动作出现。即不能出现误动作、扩大停电范围。继电保护装置出现误动作或者是出现拒绝动作现象，都能造成电网系统运行不稳、安全问题出现，甚至会导致设备受损危害巨大。
（2）继电保护装置要具备选择性。继电装置的选择性是指在可能的最小区间内一旦发生故障便可以切除故障，从而保持电网中其他无故障部分电路继续供电。继电保护装置最终动作与否，当取决于该类型保护定值的设置于装置内部逻辑的判断。
（3）继电保护装置要具备快速性。继电装置要具备快速性是指继电保护装置在电路发生故障后以能到达的最快速度动作于断路器促其跳闸，解除故障或者迅速切断异常状态发展的途径。其快速动作极大地降低了故障发生对电气元件的破坏程度。使线路发生故障后自行合闸的成功率得以提升。提高事故发生后电网同步运行的稳定性、安全性。
（4）继电保护装置要具备灵敏性。继电保护的灵敏性是指在电网工作运行中，设置的继电保护装置对电网出现的异常状态具有可靠动作的能力。当线路保护范围内部发生故障时，无论其短路点的位置、形式如何，及短路点有无过渡电阻，皆能感应，正确做出反应。其灵敏性的测量，一般用灵敏系数予以表示。对其灵敏系数的要求取决于被保护电气元件以及电力系统的输出参数、运行方式。设置继电保护时，具体问题具体分析。避免继电保护设置与被保护对象之间不失配、也不越级。
3、提高继电保护安全可靠性措施所在
3.1 把好质量关
在制造保护装置时应当严格要求做好监察、监察严把质量关，保证整体质量普遍提升，尽量使用故障率低、寿命长的元器件，严防低质量元件混入，设备选型中对选择的元器件要精心调选质量高，选择有信誉、售后工作好的厂家。同时，为了灵活应对设备元器件故障，厂家当能够提供足够数量的备品备件，以备设备缺陷的处理。
3.2 做好防护工作
把晶体管防护工作做好，对继电装置的安全性、可靠性的提升大有裨益。当然，在设计时要充分考量外在因素，尽量将装置安装在和高压室隔离的房内，规避高压以及大电流、线路断路和切合闸操作时电弧的危害。特别注意环境对晶体管也有可能造成污染，如果条件允许的情况下可以装设空调保持常温。譬如电磁型的继电器其外部和它的底座之间最好要加上胶垫予以密封谨防有污染作用的灰尘以及有毒、有害气体侵淫。
3.3 保护整定值匹配要合理
合理的定值设置是继电保护装置发挥正确作用的基础之一，所以这就要求相关调度人员在整定值匹配时要计算仔细加强责任心，把整个电网网络给予整体衡量仔细研究分析，保证各级保护整定值准确匹配尤其是上下级之间其保护整定值匹配更要合理。同时定值执行人员也应当在修改之后再三核对，避免整定错误。
3.4 加强维护保养
保护装置运行维护非常必要，对其故障处理能力定期进行勘验也是很重要的工作。在对继电装置保护时要预先制定出反事故措施，这对继电保护装置而言是势在必行的，是保护其功能发挥的重要前提。条件允许的情况下可以实现必要的预检验。根据发现的动作进行科学分析后再进行修复，以保证继电保护保护措施确实有效、安全可靠。需要指出的是继电保护装置随着科技的进步、时代的发展也在逐步的发展变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆的发展过程可以看出，继电保护随着时代的变迁、科技的进步一同在发展。继电保护装置逐步更新换代。继电保护技术未来发展的趋势 电子化、网络化，继电保护将沿着可控制、可测量、数据参数汇总、通信设施一体化以及人工智能化的道路前进。这为继电保护工作提供了新机遇、也给继电保护操作人员带来理论新的挑战。
4、继电保护技术的大体发展趋势
4.1 数字化
因为先期的互联网技术取得了大发展，给微机保护技术奠定了坚实的基础，所以，微机保护技术也得以进步。因为社会需求量正在逐步提升，因此，在电力系统对微机保护方面，不仅是一次机会，更是一次大的挑战，因为只有达到高要求，才能赢得消费市场。与此同时，其类似于PC机的功能还得不断改进，使得它可以对众多的故障信息和相关数据进行合理、有效的存储，另外，对核心数据进行处理时，必须保障通信功能能够正常使用。当前市场上的DigiProII系列的综合数字式的相关设备都包含此功能，主要在110kV及以下的电网中使用，是用来测量、保护、掌控以及监视相关输电线路和变压器、电动机等。为了使其可以方便的在一次设备中进行配备，运用了单元化的设计思路。其现场总线接口都是按照国家标准进行制造的，能够进行多节点同时工作，并且可以提供高质量的管理以及信息共享。这个设备现在包含PLC功能，利用的是先进的ISP技术和元件—工程—用户三级可编程的相关模式，进而使得二次方案能够完美地实现。综上所述，DigiProII系列数字式综合保护设备市场前景非常好。
4.2 多功能一体化
保护设备是电网中的智能终端，其功能相当于高性能的计算机。电力系统在工作以及出现故障时产生的一切信息以及数据都能够通过保护设备由网上下载，并且也能够将其保护过程中产生的一些信息及数据传输至网控中心以及所有终端。所以，微机保护设备不只是能完成继电保护的基本使用功能，还能在电力系统正常维护中完成检测、掌控和基本通信的功能，而维护、检测、掌控以及数据通信一体化也能够实现。目前市场上存在的多功能一体的电力监控系统为JCS变电站综合保护系统（3.0版），可以实现维护、监控、通信以及采集数据、故障分析等功能。这个系统完美地把互联网技术、场总线技术以及继电保护技术结合在一起，不仅使得功能正常使用，更是一次技术突破。它的主要构造为分层分布式结构，具体为：主站、系统以及子站系统与设备层。使用者可以依照工作环境对其配置方法进行灵活的选择。IEC60870—5—103协议也适用于该系统，并且PROFIBUS，MODBUS等标准同样适用，同时距离较远的变电站之间的信息管理系统也能够运用多节点网络连接形式产生。该系统是利用MS—Windows系统去完成软件部分的，当前最好的编程语言为使用率高的C++，并且将其与SQL Server数据系统结合在一起，其设计原则是开发性高、模块化以及高可靠性、容易维护等，最后的根本目标就是能够设计出具有强大功能，易操作，高效率运作的任意扩展的系统。
4.3 网络化保护设备已基本实现联网，同时三维多媒体技术也逐步引入维护设备中，究其原因是测量装置高度的自动化与智能化。另外，如果现场总线技术可以取得大发展，必能使得保护设备直接可以连网作业。如今，基于现场总线的FCS的市场地位迅速提升，将会替代DCS在控制系统领域的地位，同时在控制领域也引入了Internet与Intranet技术，在企业的生产管理以及营销等方面也运用了网络化系统。利用网络，保护设备使用者之间在不同的地方即可实现信息互换，完成实时交流，并且实现维护设备的故障诊断，也可以指导使用者进行设备的维修、新设备数据的优化以及相关软件的升级。为了适应市场的需求，许多仪器生产公司都在研发新型网络化智能测量装置，而具有代表性的便是美国P&SDataCom公司生产的通用网络通信控制器芯片——WebChipTM，该芯片使用方便，价格低廉并且功能强大，同时能够连网，它是美国P&SDataCom公司经过多年的探索才研发出来的。随着微机维护设备的产生，使得其维护性能和高效性实现了大突破。
4.4 智能化
现阶段，微处理器和人工智能技术的进步发展与利用时继电保护设备智能化的相关基础。目前，因微电子技术的快速发展，在继电保护产品中开始逐步融入了微处理（控制）器、DSP以及相应的嵌入式软件，因此，仪器仪表的数字化、智能化的程度逐步提升。美国所提出的“DSPC”的理念则是高度智能化的标志，它的核心部分是DSP芯片，混合信号电路、元件、ASIC电路与开发工具则构成它的辅助部分。当前DSP生产精度也正逐步提升，由原先的0.35μm逐步提升至0.25μm、0.18μm、0.13μm，并且于05年得到质的飞跃，精确高达0.075μm。预计到2010年，DSP将会拥有目前11倍的集成度，那时将会把5亿只晶体管集成至一个芯片上。
当前，继电保护产品为了设计成智能一体化以及拥有更多强大的功能，则需要添加更多的如表面贴装技术（SMT）、圆片规模集成（WSI）、多芯片模块（MCM）以及超大规模集成（VLSI）的新器件的新工艺和CAD、CAM、CAPP、CAT等辅助技巧。和传统产品对比，当前的新智能继电保护产品更具优势，特别是精细度、灵敏度、高度自动化以及性价比等方面。MM1系列智能保护设备适用环境为110kV及以下的电网中，主要用来维护、测量、控制和监视输电线路以及相关的变压器、电动机等。为了使其可以方便的在一次设备中进行配备，运用了单元化的设计思路。可以见得，在继电保护领域里，如果将人工智能技术的地位提高，那么就能够解决以前不能解决的问题。
4.5 虚拟化
虚拟现实的相关技术的合理利用为继电保护设备虚拟化的产生提供便利的条件。所谓的虚拟现实技术是通过计算机模拟现实中的环境，让使用者能够身临其境，使客观事物都能够存在于这一虚拟环境中，从而使设计者能够更好的进行创新。虚拟仪器是利用虚拟现实技术而设计出来的产品，因为这个仪器功能强大，所以即使在多复杂多变的体系里也能高效使用，与传统仪器不同，虚拟仪器主要靠软件完成测量，通过相应的软件和少量的硬件以及PC机就可以显示出和传统仪器类似的显示面板，并且能够利用数据以及键盘对显示面板上的虚拟按钮等进行控制，从而实现各种功能，而且可以利用面板上的显示屏等将测量的结果显示以及打印出来。总的来说，继电保护虚拟化的出现将会是未来的继电保护技术发展的一个核心发展趋势。
5、结束语
综上所述，继电保护是电网安全运行的生命线，其设备质量不足，设备维护不够以及继电保护工作人员素质不高、责任心不强、技术管理不科学、操作失误等这些问题都是继电保护中可能遇到的问题，也是电网供电的安全稳定性的大敌同时，我国将来的继电保护技术的将包含核心和关键技术，核心技术即计算机和微处理器，关键技术则由图像显示、自动控制、计算机、系统等构成。其将来的核心发展方向必然是一体化、网络化、数字化、智能化和虚拟化。
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论文作者:王雨佳
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：继电保护论文; 设备论文; 电网论文; 继电论文; 故障论文; 保护装置论文; 技术论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;