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【摘 要】电力系统能否正常运行决定其常输电,对人们生活产生重要影响作用.而继电保护是电力系统中极为重要的保护装置,对电力系统的运行安全性起决定性作用,因此,我们有必要对电力系统的继电保护自动化进行深入研究.本文通过对电力系统的自动化、智能化继电保护的实现原理出发,研究了电力系统的继电保护自动化,分析了新时期电力系统建设对继电保护自动化的影响和挑战.
【关 键 词】电力系统；继电保护；自动化
1.前言
随着科学技术的日益发展,继电保护技术也取得了一定的技术进步,但科技进步也给继电保护技术的提出了新的要求.微机继电保护的发展是近些年继电保护领域的显著成就,继电保护装置作为电网安全稳定运行的防线,确保它的正常、健康运行始终具有非常重要的意义,与此同时,智能化电网的快速发展,加上系统继电保护装置类型也是日新月异,传统的继电保护装置对于当前电网的运行特性是否适用,在电网系统安全稳定运行中还能否发挥应有作用,就逐渐形成了严肃的课题.因此电力技术人员须不断完善继电保护自动化系统.
2.继电保护自动化的概念及工作原理
一般而言,继电保护是指电力技术人员继电保护技术如何有效的遏制电力系统中可能发生的或特殊情况,有效保障其的运行效率和运行质量.继电保护自动化是指只要继电保护技术能够检测潜在问题,便会发出报警信号、跳闸命令的自动装置,甚至直接把故障部分隔离或切除的一种措施.因此,当短路或过载运行等故障发生时,应保证此装置能及时传递报警信号,并做好对系统其它设备和装置的故障范围的控制工作,甚至直接排除故障.
继电保护的继电器通常由引脚,线圈,衔铁,触点等构成.输入信号是指源于其传输系统的保护对象的信号,测量模块通过采集被保护对象的有关运行特征信号,而得到测量信号,须与整定值进行对比,比较结果被送达至逻辑模块.逻辑模块依据测量模块的比较值的大小、性质及产生的次序或以上几种参数的组合,来进行逻辑运算,其逻辑值决定动作是否进行.
在自动化的电网实际运行中,它对于发电、配电、输电等电气设备的监控,都是由传感器来完成的,并且结合网络系统来采集和整合监控数据,然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合,最后对数据进行分析.利用这些信息可对运行状况进行监测,实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正.因此,这种分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求.这就要求,自动化的继电保护装置不仅要确保保护对象信息的安全,还需要关联到其它电气设备的运行信息.
在新型的自动化继电保护系统中,主要通过监控系统,讲被保护对象所有的电气量信息以及与其关联节点的其他节点的运行状况信息进行分析和决策,实时对相应继电保护装置的保护功能和保护定值进行修正、调整,确保保护装置能够适应灵活变化的情况.
3.继电保护自动化关键环节
根据继电保护的工作范围和效果进行详细的特征分类,可分为选择性、灵敏性、快速性、可靠性,这四个点是继电保护的系统能否正常运行的客观要求.
3.1灵敏性
在继电保护系统中,当电力系统发生其维护范围之内的故障时,可以通过灵敏系数有效的反应,确保系统的运行安全.
3.2可靠性
继电保护系统的可靠性是指当在规定的范围之内,系统产生了其应该动作范围内的故障时,装置不该拒绝该动作.然而不是它的动作范围内的情况时,该装置不应误动作操作.
3.3快速性
为了防止故障蔓延,减轻危害,尽可能的恢复电压.因此,当系统发生故障时,装置应保证动作迅速,及时切除故障.
3.4选择性
当系统发生故障时,为了继续给无故障部分最大限度的供电,继电保护系统的设计与运行均须在尽可能的小区间移除故障.首先从离故障点最近的断路器切除故障线路,尽可能减少停电的范围,确保系统中没有故障的部分可以正常运行.
4.新时期电力系统对继电保护自动化的影响和挑战
新时期,电力系统和我国的电网将朝着数字化、自动化、智能化的方向发展,由此也对继电保护自动化带来了影响和挑战.因此,继电保护技术也应该朝着数字化的方向发展,以适应时代的需要,包活信息传输、测量手段等等都逐步实现数字化.其次,随着智能技术的不断进步与发展,继电保护工作中的信息平台的建立,促进智能电网不断朝着网络化的方向发展.相应的继电保护技术也应该与时俱进,向网络化方向发展.智能电网的快速建设,加大了整个电网系统的压力,因此,出现故障的机率也较传统要高.因此,要进行充分的后备保护服务,提高整个保护装置的性能,确保电力系统运行的安全与稳定.
目前,在电力系统的大力发展下,针对自动化的继电保护技术,需要解决的问题主要只有：时间和数据的同步性以及继电保护的整定计算.
智能电网中的额电子式互感器是分布式的,数据采集模式也是通过单元合并的,为了保证数据采集和传输的同步,在系统中需要精确的时钟同步.
在电网继电保护整定计算中,需要考虑很多的因素,比如电网的接线方式,以及运行方式,它们会对定值计算产生很大的影响.为了合理协调保护的灵敏性、速动性、选择性和可靠性之间的关系,保证各保护达到最佳的配合状态,就要求我们对电网的各种运行方式及多种故障情况进行反复而周密的计算.
5.继电保护自动化的发展
智能化、数字化、网络化是未来智能电网继电保护技术的发展趋势,特别是保护、控制、测量、数据通信的一体化.
对于继电保护技术来说,它是对电力系统中各种电气设备进行有效检测保护的重要手段,同时,智能化、数字化、网络化等都是它的未来发展趋势,尤其是监测、测量、保护以及数据通信的一体化.但是目前对于网络整定管理技术方面,还存在一些问题,比如系统数据结构和网络结构对维护人员带来的阻力；系统的定值计算与管理系统定值分离,操作失误较大.
在继电保护智能化的应用方面,将神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑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.自适应继电也是值得发展和研究的内容,它的基本思想是使继电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.
6.结语
科技发展飞速,继电保护技术发展的趋势将是更加计算机、网络化和智能化,将会为电力系统的保护做出更大的贡献.只要充分考虑各种情况,正确做出判别,都能发挥其独特的求解复杂问题的能力.在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,使保护、控制、测量、数据通信一体化,并逐渐实现继电保护的智能化,是当今电力系统继电保护技术发展的主要趋势.