刍议电力系统继电保护技术的现状与发展趋势论文_刘桂林,李存,马静辉,赵跃宇

刍议电力系统继电保护技术的现状与发展趋势论文_刘桂林,李存,马静辉,赵跃宇

(徐州供电公司 江苏徐州 221005)

摘要:电力系统是当前社会发展中的主要基础设施,电力系统的发展是保证社会发展的基础前提,是实现社会稳定的主要手段和措施。当前社会发展中的各种生产设备和生产工具都离不开电力系统的支持。随着当前人们对电力系统的要求不断增加,各种先进技术和设备在电力系统的应用也在不断地增加之中。继电器保护技术是电力输送过程中的基础,是实现电力良好有效发展的前提。

关键词:电力系统;继电保护;现状;发展趋势

一、我国电力系统继电保护技术的现状

1.1继电保护技术起步晚但发展快

我国对电力系统继电保护技术的研究始于20世纪70年代后期,相比其他国家而言,我国的起步是比较晚的,但是发展速度却十分快。20世纪70年代以前,我国电力系统继电保护技术主要是以晶体管继电保护系统为主。而到了70年代以后,由于晶体管继电保护出现了许多问题和弊端,因此,集成电路保护技术应运而生。这种继电保护技术不仅弥补了晶体管继电保护系统中出现的不足,同时还大大减少了继电保护设备的成本。90年代,随着计算机技术的不断发展,在继电保护领域得到了广泛应用,促成了微机保护装置的产生,使得继电保护技术更加完美,能够更加有效保障电力系统的运行安全。

1.2系统温度方面

温度过高会导致继电保护装置老化甚至烧毁,进而导致电力输送受阻。一般情况下,继电保护装置的运行年限为10年,但受到制造工艺、性能、运行环境等因素的影响,常导致继电保护装置在运行期限内出现老化、插件烧毁等现象,严重时将导致整个电力输送网络停滞。因此,电力企业应确保继电保护装置的质量,加强对设备运行环境的管理和控制,最大限度地使运行环境满足设备的运行要求。比如,可采取散热、驱潮等措施,并在室内悬挂窗帘,以免因继电保护装置受到阳光直射而出现老化等现象。此外,工作人员还要加强对继电保护装置的巡视和检测,发现存在异常的装置时,应及时上报相关部门,并尽量在最短的时间内分析、解决问题。此外,在处理损坏的继电保护装置时,要尽量找到存在故障零部件,并更换损坏的插件或芯片,从而降低维修成本。

1.3微机继电保护不断发展

在长期的研究当中充分的证明电力系统运行过程中,继电保护的作用是不容忽视的。最近几年,电力继电保护技术也在不断的发展,微机继电保护所发挥的作用也日益重要起来,其在应用中所体现出的优势也越来越明显。微机继电保护是继电保护非常重要的发展趋势,微机继电保护可以实现自动测试,对数据也具备非常强的分析处理功能。同时能够完成自动的计算,提高了继电保护工作的准确性和可靠性,所以和传统的继电保护模式相比,微机继电保护有着非常明显的优势。此外,微机继电保护主要的一个设备就是微机,所以它能够更加充分的、科学的对计算机技术加以利用,使电力系统的自动化水平显著提升,所以微机继电保护具有非常好的发展前景。

1.4置原理方面

目前,我国电力系统中的继电保护装置存在一定的原理性缺陷,常见的有设计不合理、接线错误、质量不合格、误整定、误接线、误碰、调试质量不合格等。因此,在实际工作中,电力企业必须层层把关,充分了解和掌握继电保护装置的原理,并全面检查相关设备。如果发现某些设备存在原理性缺陷,则应及时联系相关部门消除缺陷,从而确保继电保护装置发挥应有的功能,保证电力系统的安全、稳定运行。

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二、继电保护技术的发展趋势

2.1数字化

随着计算机技术的迅猛发展,微机保护技术也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,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,强大的通信能力。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。通过规范的现场总线接口,支持多个节点协同工作,实现系统级管理和综合信息共享。该装置采用元件—工程—用户三级可编程模式、现场可编程技术(ISP),具备适用于电力系统的PLC功能,可形成传统方法无法实现的二次方案。因此,继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。

2.2多功能一体化

保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一个终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。系统在总体上采用分层分布式结构,主要由主站系统、数据通信系统、子站系统、现场设备层等构成。系统的配置方式非常灵活,用户可根据实际情况(功能要求及资金等)选择适合自己的配置方式。

2.3网络化

由于测量设备自动化、智能化水平的提高,保护装置的计算机联网已推广应用,三维多媒体新技术开始实用化。保护装置产品网络化主要归结于现场总线技术。基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角,Internet和Intranet技术也进入控制领域,网络化系统渗透到企业从生产到管理、直到经营等各方面。通过Internet网,保护装置用户之间可异地交换信息和浏览,能直接与异地用户交流,能及时完成保护装置的故障诊断、指导用户维修或交换新保护装置改进的数据、软件升级等工作。国外著名仪器厂商正在积极研制和开发新型网络化智能化测量设备,由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.4智能化

继电保护产品智能化主要归结于微处理器和人工智能技术的发展与应用。由于微电子技术的进步,继电保护产品进一步与微处理器、微控制器、DSP芯片级嵌入式系统以及嵌入式软件融合,仪器仪表的数字化、智能化水平不断提高。继电保护产品中采用了大量的超大规模集成的新器件、表面贴装技术、多层线路板印制、圆片规模集成和多芯片模块等新工艺,CAD、CAM、CAPP、CAT等计算机辅助手段,使多媒体技术、人机交互、模糊控制、人工神经元网络等新技术在现代继电保护产品中得到了广泛应用。无论在测量速度、精确度、灵敏度、自动化程度和性能价格比等方面,智能继电保护产品都具有传统产品所不能比拟的优点。规范的现场总线接口支持多个节点协同工作,实现系统级管理和综合信息共享。因此,MM1系列智能保护装置是构成变、配电自动化系统的理想基础设备。

2.5虚拟化

继电保护产品虚拟化主要归结于虚拟现实技术。它是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,给参与者产生各种感官信息,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物,深化概念和建造新的构想和创意。虚拟化创造了新的仪器模式——虚拟仪器,特别适用于现代越来越复杂的测试系统。软件是虚拟仪器的核心,利用计算机、一组软件和极少的必需硬件,就可在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板,使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来实现传统仪器的各种功能操作,并通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和指示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果。为此,随着虚拟技术的不断完善,继电保护虚拟化产品也将是继电保护技术发展的一个趋势。

结语

综上所述,电力系统继电保护产品正向数字化、多功能一体化、网络化、智能化和虚拟化方向迅速迈进。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。

参考文献

[1]关峰.浅析继电保护不稳定的事故原因及应对策略[J].山东工业技术,2015.

[2]周其朋.分析继电保护运行不稳定所产生的原因[J].通讯世界,2015.

作者简介:

刘桂林(1976.3-),男,江苏徐州人,高级工程师,单位:徐州供电公司。

论文作者:刘桂林,李存,马静辉,赵跃宇

论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期

论文发表时间:2018/1/26

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