摘要:电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,进而我国电力系统的未来发展将更为强大。
关键词:电力系统;继电保护;新技术;发展趋势
1继电保护技术的发展开端
继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的,它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护,时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展,用电设备的功率、发电机的容量不断增大,发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化,电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大,熔断器已不能满足选择性和快速性的要求,于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展,继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。
2继电保护的发展现状
随着我国社会经济水平的的不断提高,继电保护技术到现在经过了4个发展阶段:从无到有;继电保护设备性能和运行技术;晶体管继电保护蓬勃发展和广泛运用;集成电路保护的研制、生产、应用处于主导地位,进入集成电路保护时代。现在我国继电保护技术进入了微机保护时代,电力系统规模不断扩大,成为当今社会人们生活生产的最大能源,对电力系统继电保护技术要求更高。电力事业发展迅速,社会经济发展和人民生活生产随着电子计算通信技术的快速发展而发生巨大改变,这些技术应用到继电保护产品中,促使电力系统继电保护产品升级为智能产品,并发展成为信息工业领域中一大系列产品群体,并且对继电保护技术发展提出新的要求。电力系统结构日趋复杂,简单的保护装置已经不能满足对继电保护的选择性和快速性要求,断电保护和继电保护技术的应用,使继电保护得到了大力发展。
3电力系统继电保护新技术的应用
3.1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。
3.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.3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。
4我国电网系统继电保护技术的发展趋势
继电保护技术未来的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
4.1继电保护综合自动化的应用
继电保护装置在现代化的网络条件下可以说是一种多功能的计算机装置,在整个计算机网络系统中可以看作是一个智能终端。在网络化的条件下先实现了从网上获得电力系统运行和故障信息和数据,或者将接收到的被保护元件的信息和数据输送给网络控制中心或者终端。由此可以看出,网络化条件下的继电保护装置可以在电力系统无故障运行的情况下自动获得测量、控制、通信数据,从而自动实现了保护、控制、测量等一体化功能。如今,实现电网继电保护综合自动化系统的条件已经具备,变电站客户机对保护信息的搜集、信息的网络传输,还有调度端服务器对EMS共享数据的读取、故障及稳定分析计算等以前的困难,现在都已完全解决,我们现在面临的技术难题是该如何解决综合继电保护、调度、方式、远动、通信以及变电站综合自动化等各个专业的技术,并且涉及到控制运行设备,因此只要解决好管理问题,就可以顺利实施。
4.2继电保护技术智能化的应用
继电保护技术智能化的应用在电力领域应用的研究也已经开始。如神经网络、遗传算法、模糊逻辑等在电力系统的各个领域已经开始应用。神经网络可以解决很多非线性的问题,例如很难用方程式表示出来的或者很难求解的非线性问题都可以用神经网络这种非线性映射的方法来解决。对于以生物神经系统为基础的人工神经网络的研究进展十分迅速,这种神经网络具有很多特点,如自组织、分布式存储信息等特点。电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络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,比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个非线性问题,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。假如用神经网络方法,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。其他如遗传算法、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。
5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]谈谈电力系统继电保护技术发展新趋势[J].李炳要.中国新技术新产品.2013(03)
[2]电网系统继电保护发展趋势分析[J].万丹.机电信息.2010(24)
[3]继电保护的新技术及其发展趋势探析[J].李亚民.中国电力教育).2013(17)
作者简介:
徐红瑞(1988.8-),女,宁夏固原人,华北电力大学本科,工程师。
论文作者:徐红瑞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/25
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