智能电网继电保护技术探讨夏建明

智能电网继电保护技术探讨夏建明

夏建明

中国水电建设集团圣达水电有限公司四川乐山614000

摘要：智能电网在建设高性能电网的过程中，带来了技术和设备的不断更新，由于其不可比拟的各项优势，成为电网发展的主要趋势。随着智能电网运行研究的不断深入，继电保护装置丰富的保护功能和广阔的应用平台为智能电网提供了稳固的发展基础，继电保护技术也迈入了一个新的发展阶段。电力系统继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施，是保障电网安全运行最基本、最重要、最有效的技术手段。本文主要针对智能电网继电保护技术进行分析和讨论。

关键词智能电网；继电保护；技术

前言：智能电网是电网发展过程中的必然趋势，它无可比拟的各项优势在建设高性能电网的过程中，带来了不断更新的新技术和新设备。随着智能电网运行研究的不断深入，继电保护技术也相对快速发展起来，迈入了一个新的阶段，继电保护装置越来越广阔的功能和应用范围同时也为智能电网提供了稳定的发展基础。文章通过对继电保护与智能电网之间相互作用关系的技术应用分析，深入探讨了继电保护技术在智能电网中的应用，为继电保护装置的正常运行提供了有效的参考价值。继电保护的应用技术囊括了信息技术、网络技术、电子技术、控制技术等多专业技术的优势。随着智能电网的建设，通过技术的相互融合和发展创新，促使我国继电保护装置得到了很好地发展。

一、继电保护装置技术

1.1目前继电保护装置的现状

现阶段，超高压电压和大联网系统是电力系统发展的趋势，在发展过程中一项重要的研究课题就是继电保护可靠性、选择性、灵敏性以及快速性的有效提高。现代电力系统是由电能产生、输送、分配以及用电环节而组成的，这是经过了许多电力技术人员的不断实践、研究并利用累积的大量经验而得到的。

1.2继电保护装置的任务与基本特性

继电保护是为了避免电力系统中元件发生异常或短路的现象，并利用这些情况来达到电气量变化的保护措施。继电保护在供电系统运行正常的时候，通过对各种电力设备进行完整的监控来保证设备能够安全正常的运行，在发生故障的时候能够及时切除故障部分来保证其他设备正常的工作，并在发生故障时候能够及时发出警报，使相关人员能够及时对故障部分进行处理。值班人员能够依据继电保护在这过程提供的可靠运行依据来工作。

在运行过程中继电保护装置的基本特征十分明显，包括可靠性、速动性、灵敏性以及选择性等。如今技术水平愈发先进，智能电网运行过程中其继电保护的多种性能也得到了进一步的强化，更具有有效性与合理性。

二、智能电网中继电保护技术发挥的作用

2.1预保护功能

在智能电网的运行中注意其子系统的不平衡功率，以及控制系统的状态，可以对可能发生的事故起到预防作用，进行事故预警和保护，达到智能电网的新需求。

2.2使输电断面的安全性提高

在输电线路中全面发展其过负荷保护措施，可对连锁过载跳闸进行自动预防，避免停电事故大范围发生，对电网的保护力度进行强化。现代技术的应用可使电网的运行安全得到最大程度的满足，使继电保护装置在智能电网中发挥作用，提高输电断面的安全性。

2.3使智能电网安全、有效运行

继电保护技术中包含的体系十分完整，可以分析电力系统中的故障，明确继电保护技术的原理与实现方法，设计继电保护、保证其运行、完善维护技术，因此继电保护技术的应用可以降低电气元件的故障发生率，使智能电网保持正常运行。

2.4双重保护智能电网

电力领域中应用的信息技术与网络技术因智能电网智能化特点的应用而得到有效促进，将智能传感器在智能电网系统中应用，可以做到智能化处理收集到的相关数据，继电保护装置在智能电网中一方面发挥其继电保护的基本功能，另一方面还可以对出现的故障进行智能化诊断，使系统自我恢复，并在短时间内实现隔离。

2.5促进智能电网的发展

继电保护技术的特点是全方位的，能够与智能电网信息化、数字化的特点相呼应，并且在不断发展中逐渐具备了自动整定技术、网络化、数字化等特点，装置性能也得到提高，使智能电网在传输电器量信息时更加便利。与互联网相互连接的继电保护系统使智能电网中的继电保护装置具备智能化特性。

三、智能电网继电保护技术的改进措施

3.1利用数字化来提高保护性能

数字化是智能电网的一种重要特征，就继电保护来说，首先是实现测量手段的数字化，其次是实现传输方式的数字化。我国智能电网建设中，智能化仪表的应用是重要方面，实施智能化设备的推广十分必要[3]。因此，智能型互感器应该逐渐取代传统的互感器。电子式互感器采用网络接口，通过网络保护装置和智能断路器连接，大大简化了二次回路接线，易于维护。互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。如何简化继电保护的辅助功能，利用数字化传感器提高继电保护的整体性能，是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

3.2利用网络化改进继电保护配置

新一代的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介。首先是信息的获取，在网络数据传输共享的背景下，整个变电站相关设备的信息均可以获取得到；其次是信息的发送，由于采用带数字接口的智能断路器，跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输，由此主保护的性能得到明显提高。如何利用共享的控制信号网络更好地简化继电保护配置，是智能电网中继电保护研究的前沿课题。

3.3自动整定技术

传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整，不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值[4]。我们可以利用全网的联网自动整定和自动配置，从分散独立的保护变为系统分布协同的保护。这种保护技术可以在维持现有装置的延时整定原则基础上，加快系统响应速度，提升继电保护装置的性能，更好地判断与控制故障。

3.4输电灵活化发展趋势

随着智能化技术在电网建设中的不断深化，输变电的效率和灵活性也在不断得到提高，智能电网运行当中多种先进设备的投入使得电网的电能质量得到了极大提升，也促进了我国交直流混合输变电技术的发展，增强了智能电网本身的输电灵活性，使得在智能电网的控制操作上更加方便灵活，能够满足不同地区对于电能的不同需求。

3.5保护配置形态的改变

传统继电保护信息获取和信号发送的媒介由于IEC61850网络的数字化变电站而发生变化，主保护的性能利用网络上共享的站内其他相关电气元件的信息而得以提高，继电保护配置利用共享的控制信号而发生改变，这些都是智能电网中继电保护研究的较前沿的一些问题。控制信号传输网络的可靠性必须得到保证，这是与传统二次电缆的传输方式的不同之处。数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。通过智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制，使得控制电缆大大减少，二次回路也得到了优化，设计也得到了简化，真正实现了智能开关功能。由此可知，网络化二次回路的关键问题就是基于数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题以及如何进行保护配置保证可靠性。

小结：随着我国经济的不断发展，传统的电网运作已经不能适应当前社会的发展需求，因此国家电网提出了建设智能电网的战略部署。智能电网涉及很多高精尖技术，其中继电保护作为实现电力网络和相关设备检测保护的关键技术，在智能电网的建设和发展中发挥着重要作用，因此要保证智能电网的安全运作，就需要提高电网中的继电保护水平。

参考文献：

[1]朱怀英.基于智能电网的继电保护技术应用探究[J].机电信息,2012,(27):98-99.

[2]杨红.探析继电保护技术在智能电网中的应用[J].电子世界,2013,(08):62-63.

[3]贺方,刘登.智能电网建设中的继电保护技术应用研究[J].中国新技术新品,2013,(14):137-138.