从继电保护技术看电力系统技术发展方向

从继电保护技术看电力系统技术发展方向

王新生

国网山东利津县供电公司山东东营257400

摘要：电力系统的继电保护是在电网事故的情况下，保证电力系统和电气设备仍然安全运行的自动装置。本文简要介绍了电力系统继电保护的概念、发展过程以及预测其未来的发展方向。

关键词：继电保护；电力系统；现状及趋势

前言

电力的正常供应关系到我国经济的可持续发展，是国民经济发展的支柱。随着电力系统的发展，对继电保护的要求也再不断提高。尤其是近年来，计算机网络技术的飞速发展更加促进了继电保护技术的升级，使电力系统的继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、一体化以及综合自动化方向发展。

一、概念准备

1.1继电保护

电力系统运行中，由于外界因素、内部因素或不当操作，都有可能引起各种故障及不正常运行的状态出现。比较常见的故障有：三相短路、单相接地、两相接地短路、两相短路以及断线等。电力系统非正常运行状态有：过负荷、非全相运行、过电压、振荡和同步发电机短时失磁异步运行等。

而当上面提到的不正常情况发生时，电力系统的继电保护技术就可以快速切除故障，发出告警信号，或直接发出跳闸以阻止事故继续，避免损坏的扩大。

1.2继电保护装置的基本要求：

1.2.1选择性：如果是系统发生故障，继电保护装置只会将故障设备切除，目的是尽量缩小停电范围，令无故障部分继续运行。

1.2.2速动性：如果是电力系统发生故障时，继电保护装置必须能够非常迅速地切除故障，保证电力系统运行的稳定性，使电动机不会因为电压降低时间过长而处于停止转动状态。

1.2.3灵敏性：此点要求继电保护装置在保护范围内时，无论短路点处于何处，短路类型是什么，运行方式怎样变化，均能准确无误地反应出来。

1.2.3可靠性：此点要求继电保护装置在发生故障后，不能出现因为其本身缺陷而不发生动作，或发生不属于它动作的误动作情况。

二、发展过程

2.1我国电力系统继电保护的曾经

我国电力系统继电保护先后有四个发展时期：20世纪50年代的机电式继电保护，我国工程技术人员通过吸收消化，掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍；60年代采用的是晶体管继电保护；到了80年代，集成电路继电保护取代了晶体管继电保护；从90年代开始，继电保护已经进入了微机保护时代，由于微机保护不仅具有传统的继电保护和自动装置的功能，而且还具有实时参数显示、故障测距、故障录波等功能，从而大大提高了继电保护的可靠性和准确性。

2.2现阶段电力系统继电保护技术

现阶段电力系统的继电保护方面的研究已经初具规模，已经完成中国自主开发的上升阶段，今天的电力企业发展是和电力技术的提高密不可分的，在电力技术研发机构继电保护方面的研究一直在继续当中，而且已经有很多高科技含量的技术在继电保护方面取得成功，比如继电保护自动化系统、智能化继电保护技术和结合网络的继电保护等，有效的保障了电力企业的可持续性发展，为电力企业扩大产值最为重要的技术。

现阶段最为前沿的技术就是与网络结合的继电保护技术，与网络密不可分的计算机也随之覆盖整个中国，这两种划时代产物的诞生标志着一个新的电力纪元开始了。越来越多的电子产品被淘汰，替代它们的就是网络、计算机。但是这两种产物都需要电力系统的支撑才可以完美运行。为了加快电力系统继电保护方面的发展速度，电力系统有效的结合了网络与计算机，而且充分的融合到继电保护方面。使之成为电力企业最佳的继电保护技术。

在以后的电力系统当中以网络为支撑的继电保护是必然的趋势，包括电力系统内的所有电气设备都会与网络密不可分，因此，现阶段的电力企业要加大投资力度重点研究网络与电力系统的所有设备的研究工作，以理论为基础，实践为发展，本着科学发展观的道理进行研究。

三、发展方向

伴随计算机技术的发展，其在电力系统继电保护领域中被运用得越来越普遍，加之新的控制方法不断产生，电力系统继电保护技术正飞速地朝着高层次迈进。根据研究，继电保护技术未来发展的大致趋势是：计算机化、网络化、智能化和一体化。

3.1计算机化

由于计算机硬件的愈加高端，电力系统也在不断提高对微机保护的要求，除了基本的保护功能外，强大的通信能力、快速处理数据的能力、共享群系统数据资源的能力以及高级语言编程的能力等都应该具备。由此可见，继电保护系统的计算机化已是大势所趋不可逆转。至于怎样更好地增强继电保护的可靠性，怎样满足被不断提高的电力系统要求，怎样取得巨大的社会经济效益，还得将相关调查研究努力深化。

3.2网络化

计算机网络技术和数据通讯工具已经渗透到了各个工业的领域，产生了深远影响。继电保护其主要为了切除故障零件，但并不代表它的作用仅此而已。除了切除故障零件以达到缩小事故影响范围的目的，继电保护还被要求保证所有系统安全正常地运行，因此这决定了每个保护单元必须掌握到全部系统的运行数据和故障信息，并配合重合闸装置分析这些数据和信息，保证系统的健康运行。

在网络与电力系统的整合下，大量电气设备开始更新换代，以前，继电保护技术可使电力系统在突然断电后仍然运行，但现在已突破与计算机技术结合的难题，可以实现全程供电的全面事故监控，起到预警作用。

总而言之，要想有效保护电力系统，应该实现其网络化。

3.3智能化

当前，供电能力成为一个城市发展的重要指标，而数字化技术的发展为继电保护提供了新条件，因为目前人工智能的处理能力和逻辑思考能力都达到了比较强大的程度。因此，完全可以利用传感器对智能电网中一些关键设备的运行进行监测，同时将得到的数据通过网络进行整合分析，实现继电保护的智能远程控制。

通过对智能化的继电保护技术的推广，电力系统内部电气元件的正常性能有了极大的而保障，所有连接线路的电子元件都可以进行实时的检测，无论是整体运行数据的分析还是电气设备运行期间的保护，都可以利用智能化的电力技术。现下，人工智能方面的技术已经在继电保护工作中被较为普遍地运用，并且其影响仍在继续扩大着。

3.4一体化

一体化是指：保护、控制、测量和数据通信的一体化。换言之，是指在数据处理过程中，实现继电保护装置的一体进程。在电网运行系统中，继电保护装置应该被当做一个终端设备，其既可以迅速地获取系统运行过程中出现的相关故障信息，同时也可以将被保护元件的有关数据传送至网络控制中心。

3.5综合自动化

在网络化的条件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。实现电网继电保护综合自动化系统的条件日趋成熟，无论是变电站客户机对保护信息的搜集、信息的网络传输，还是调度端服务器对EMS共享数据的读取、故障及稳定分析计算，都可以得到解决。现在主要的实施难度在于此系统需要综合继电保护、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。例如，目前变电站客户机对信息的搜集，完全可以也应该纳入到变电站综合自动化系统中，但由于管理界面的划分，有些运行单位希望保护专业独立组网搜集信息，这样就造成资源的分割和浪费，不利于今后对系统的扩展。而从保证电力系统的安全运行角度出发，继电保护的综合自动化将会是一个不可逆转的发展趋势，各个问题将会随着其进一步发展而逐步得到解决。

结束语：

继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，在目前我国电力行业蓬勃发展的大背景下，其技术愈加先进，发展趋势也朝着计算机化、网络化、智能化以及一体化方向发展。

参考文献：

[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京人民邮电出版社，2005

[2]应斌.浅谈继电保护工作中故障处理的若干方法[J].广西电力，2006

[3]龚守书.浅谈继电保护维护以及故障处理.科技致富向导，2010