电力系统继电保护技术的现状及发展趋势探讨论文_王成纲,王江涛

电力系统继电保护技术的现状及发展趋势探讨论文_王成纲,王江涛

(国网河北省邯郸供电公司 056002)

摘要:供电系统的正常、平稳运行离不开继电保护,而继电保护可靠性则是提升供电系统整体运行效率的重要保证。继电保护可靠性不仅能够增强供电系统的稳定性,还能最大限度的保证供电的安全性,也正因为如此,供电系统继电保护可靠性随着电力领域的不断发展而引起了业内外人事的共同关注。

关键词:电力系统;继电保护;现状;发展趋势

引言

电力系统运行中,继电保护装置的作用是当电力系统运行中出现故障时,根据捕捉到的故障信号采取相应的措施,尽可能的减小由于故障对电力系统造成的损害,将损失降到最低。但是我国的继电保护技术水平还相对比较落后,在当前信息化技术高速发展的时期,运用现代的科学技术,提高继电保护技术水平是今后发展的方向。

一、电力系统继电保护的作用以及要求

(一)电力系统继电保护的作用发挥

电力系统继电保护的技术应用,发挥着积极的作用,对电力系统的整体运行安全有着保障作用,能有效促进电力系统稳定运行。电力系统运行的故障问题出现是多方面原因造成的,继电保护技术的应用就能对运行故障问题有效解决,并且不需要相应员工的操作,大大提高了工作效率。继电保护技术的应用在对电力系统运行不影响的基础上,能对电力系统中的故障有效消除,以及能及时性的发出警报信号,这样就为电力系统的故障解决打下了基础。

(二)电力系统继电保护的主要要求

电力系统中继电保护技术的应用要按照相应的要求进行,在故障的选择方面继电保护技术的辨别能力比较突出,对故障和非故障的选择能进行自主的判断。继电保护技术的应用要能在相应的工作范围当中,对电力系统正常的运作加以保障。电力系统某环节发生故障,继电保护技术均衡及时有效做出反应,对故障问题环节及时切断,这样就能对电力系统的正常运行得以保障。在对电力系统实际运行中,要结合故障变化进行反应,对电力系统的整体安全性进行保护。

二、电力系统继电保护技术的发展阶段的划分

(一)机电式继电保护阶段

在上世纪50年代,我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

(二)晶体管的保护时期

自上世纪50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。随着技术手段的创新化发展,让我国拥有了自主的技术手段,并且积极的开展继电保护装置的研发工作,这一时期是实现继电保护技术与装置重要转折的关键时期。

(三)集成电路保护阶段

进入70年代之后,晶体管继电保护出现了较多的问题,对此,电力系统的工程研究人员慢慢对集成电路保护产生浓厚的兴趣,最终使得集成电路保护获得推广,不仅弥补了晶体管继电保护的缺憾,还降低了对电力系统进行继电保护的成本。

(四)计算机的继电保护阶段

在经济发展的过程中经济与科学技术的发展呈现出飞跃式的进步,所以计算机对于继电保护装置的作用更加明显了。在这一技术手段的发展下,我国的继电保护技术与装置基本上可以与国外的技术手段相持平,并且也为电力市场开辟了更加广阔的发展空间,让电力系统能够更加安全的运行。

三、电力系统继电保护技术发展现状

我国的电力系统继电保护技术的发展过程中,受到诸多层面的因素影响,还存在着一些不足之处有待优化解决。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国电力系统继电保护技术的发展相对比较晚,在发展的速度上比较快,电力系统的继电保护研究的主要内容就是电力系统故障和运行异常,在继电保护技术的操作上相对比较方便,尤其是采用了新的科学技术之后,对继电保护技术的应用作用也大大提升。发展至今,我国电力系统继电保护技术已经成熟,先后生产出了多套具有自主知识产权的微机线路保护装置,并广泛应用在电力系统各个领域。据统计,2018年220kV线路微机保护技术应用比例已超过95%,且电力系统微机保护技术正确动作率高出其他保护技术约0.25个百分点。截至目前,我国电力系统微机保护技术在原理、应用、工艺等方面都十分成熟,拥有了的强大自检能力、逻辑分析与计算能力、记忆能力、通讯能力,且部分技术已经超越进口产品。

四、电力系统继电保护技术的发展趋势

(一)计算机化

从当前来看,电力系统继电保护技术的一个重要发展趋势便是计算机化。我国电力系统的高速发展客观上要求继电保护技术做出重大改变,以适应其不断发展的要求。继电保护技术计算机化将计算机的基础功能进行了融合,实现了信息数据的大量存储和长时间存储,对信息的处理能力也因此大大提高,并具有快速通讯功能。以此同时,电力系统中的其他功能系统与继电保护技术能够进行共享。例如,南京电力自动化研究院一开始研制的微机线路保护是以16位cpu位基础,目前已经获得广泛推广,当前对32位保护硬件系统正在研究。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过多次改进和完善。采用32位微机芯片不但有着更高的精度,而且无论是集成度还是计算速度和工作频率都极高,同时寻址空间巨大,指令系统十分丰富,输入输出口也比较多。此外cpu的寄存器、数据和地址总线都是32位,功能十分多样化,其中脑阔存储器管理与保护功能以及人物转换功能,并且在cpu内集成了浮点数部件与高速缓存。由此可见,继电保护技术的计算机化对于电力系统的发展具有重要的促进作用。

(二)网络化

由于缺乏强大的数据通信措施,目前的继电保护仅能切除故障元件,防止事故范围的扩大,而且除了差动保护与纵联保护外,其他继电保护装置都只能保护安装处的电气量,保护范围受到明显限制。很显然,如果只能切除故障元件和防止事故范围扩大,并不能保证整个电力系统的安全运转。为解决这个问题,只有将电力系统的主要继电保护装置用计算机网络连接起来,实现信息互通,才能有效控制整个系统的故障,从而保证系统安全稳定的运转。

(三)智能化

人工智能技术近几年在社会各个领域得到了广泛应用,取得的效果也十分理想,各类神经网络、遗传算法、模糊逻辑等人工智能技术也在电力系统继电保护方面得到了应用。电力系统继电保护应用神经网络能够更加有效的处理复杂的非线性优化、自动控制和信息处理等问题。在输电线系统电势角度摆开情况下发生的过度电阻短路就是一个典型的非线性问题,如果利用传统的方法进行判断,很难准确把握故障的准确位置,容易造成操作失误,而采用人工神经智能化处理,在经过大量故障样本的自动分析后,就能够很及时、准确的找准故障原因,及时采取针对性保护办法。

(四)一体化

此处所说的一体化主要是指控制、测量.保护与数据通信的一-体化。计算机化与网络化是继电保护技术的必然发展趋势,实现了计算机化与网络化的继电保护装置实际上就成为了一台多功能、高性能的计算机,而电力系统则成为了该计算机网络上的一个终端。电力系统成为终端能够在该网络系统上获得任何有关运行与故障的数据,并且还可将获得的数据传送到该网络系统上的任何其他终端。在该功能下,每个保护装置不仅能实现继电保护功能,还可在无故障情况下完成控制测量、保护与数据通信等功能,即实现了控制、测量、保护与数据通信的一体化。

五、结束语

在电力系统的运行过程中,继电保护技术已经获得了十分广泛和深入的应用,其发展也越来越成熟,并逐步走向计算机化、网络化、智能化及一体化的发展趋势。通过继电保护的配置,电力系统才得以实现稳定、可靠的运行。在电力系统的现代化建设中,要优化完善继电保护设置,并有效融入现代化的信息技术,确保继电保护系统的安全高效。

参考文献

[1]苏海峰,康丁文.电力系统继电保护技术的现状及发展趋势探析[J].电子技术与软件工程,2017(21):251.

[2]林璐.电力系统继电保护技术的现状与发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2017(18).

论文作者:王成纲,王江涛

论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期

论文发表时间:2019/12/16

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