电力系统微机继电保护技术浅析经验分析

电力系统微机继电保护技术浅析经验分析

唐夏雨何忠华蒋君操任鑫王康乐

（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司湖南省长沙市410213）

摘要：电力产业作为我国社会经济建设的重要组成部分，与人们生活、社会生产有着密切联系。基于国家电网战略发展角度分析，推动智能电网建设并与能源资源融合是重要研究课题。现代化发展中，智能电网、特高压电网、分布式电源接入、微网运营等技术，对电力系统微继电保护技术提出了更高要求。

关键词：电力系统；微继电保护技术；经验分析

微机继电保护指的是将数字化计算机为基础的继电保护。微机继电保护在上世纪60年代澳大利亚、英美等地出现，随后有了较为系统的微机保护样机且应用在电力系统中。到了80年代，微机保护硬件技术逐渐完善并陆续应用，成为继电保护技术中的第4代。微继电保护技术具有性能稳定、工艺结构优化的特点，应用在电力系统中具有重要作用。

一、微继电保护技术优势

第一，提升了继电保护动作属性，动作准确性较强，集中体现在正常保护不容易得到的特征。同时，具有较强的记忆性可以进行故障分层保护，能够应用自动控制、数学理论与技术。例如：状态预测、模糊控制、人工神经等，也具有较强的运营准确性。第二，便于扩充其他辅助功能，例如：波形分析、故障录波等，能够附加频减载、自动重合闸、故障录波等。第三，技术结构优势明显，适合应用在硬件中制定统一标准。设备重量轻，缩减盘位数量，消耗小。第四，稳定性强。温度变化对数字元件特点、电源波动、使用时间等制约性低，不容易受到构件更换影响。另一方面，能够自主检测与巡检，可以通过软件方法检验关键构件状态与功能系统主体。第五，应用简便、人机页面趋于人性化。在维修养护上也较为便利，提高维修效率并结合运行经验，可以在现场应用软件进行结构重组。第六，远程监控。微机保护设备有着较强的串行通信功能、连接变电所微机监控系统的通信联络，让微机保护达到远程控制功能。

二、电力系统微机继电保护分析

（一）一体化产品的应用

微处理器系统是微机保护的直接影响因素，发挥着重要作用。通过强大的处理能力使微机保护装置功能可以由单一保护延伸至集保护、测量、信号一体化产品。较早以前，想要确保测量精确、保护与控制满足标准要求，变电站全部设备的二次电压、电流需要通过控制电缆接入主控制中心，例如：变压器、线路等。电缆的埋设需要较多经济投入，同时二次回路更加繁琐化、复杂化。但是，综合了保护、测量、信号一体化微机保护测控系统，把保护设备电压、电流量在设备中转为数字。最后，经过通信网络输送至主控室。这样一来，有效减低电缆应用数量，并提升电磁兼容性，提高系统信息量。现阶段，微机保护测控设备已经得到了推广与普及，在电力系统中发挥着重要作用，效果明显，有助于经济效益的提高。

（二）增强微机保护系统管理与记录功能

现代信息化社会中，微机保护不仅具有检测、控制、通讯传输功能，还具有系统管理与记录功能。系统管理包含：合闸频率、断路器分闸、累计故障频率、断路器动作时间监控、断路器触头使用时间、累计停电时间等。变压器保护测试控制系统中。若出现油温、压力等模拟量融入，还需监控变压器运行状态。除此之外，微机继电保护还具有管理记录功能。

（三）微机保护的故障录波与问题反演属性

伴随着微机继电保护测试控制技术的进步，微机保护专装置中储存量也有了明显提升。一些保护装置储存量达到8--10s全交流量、开关量、记录。另一方面，故障录波起动构件灵敏性更强。所以，当电力系统出现故障问题，相同母线中的保护装置，例如：复合电压、电流突变量等保护系统就会开启录波，具有较强灵敏性的保护系统并启动录波。分析不同保护设备故障录波数据，信息量有了明显提高，超出故障录波设备可以提供的内容。保护设备故障录波容量与灵敏性的提升，有效解决短路后问题分析。保护测控设备不仅能够进行故障录波，还能展开更高级的故障分析。将其应用在电力系统中为事故问题的分析创造了条件，并且也便于功能优化、问题处理等。

通过故障反演，保护设备能够不断的再现故障过程保护的动作行为。若通过保护装置的研发系统动态跟踪设备中的动作逻辑，能够有效找出硬件、软件存在的问题。

（四）故障模拟器简化保护试验

保护系统在设备维修过程中，通常需要进行故障模拟实验，不得不进行实验分析。其主要功能是审核保护产品动作逻辑、动作准确性与动作时限。不过，也有一些实验是没有必要的，其作用只是检测断路器的操作结构运行状态，或使保护设备动作后发送保护报文等便于调试。而应用保护系统就可以简化较多实验环节，便于保护设备自身模拟一次短路故障实验检测机构。

所以，通过模拟功能模拟其故障，除CT/PT、AD转换模拟外，剩余数字回路、保护动作逻辑、保护出口回路都能够进行检测。所以，在验证保护功能方面，与保护试验设备功能相同。若保护装置能实现够进行故障反演功能，则也能够模拟故障且判断保护装置的动作行为。

三、微机继电保护在电力系统中的应用发展

伴随着信息化、网络化的发展，继电保护技术实现了一体化发展，并应用在电力系统中，新型控制方法与原理应用在微继电保护中，效果显著。

（一）人工神经保护在继电保护的运用

现阶段，人工智能技术得到了推广与应用，例如：遗传算法、神经网络、模糊逻辑等，也得到了继电保护的应用。神经网络属于非线性照射形式，一些难以列出方程式的非线性问题，通过神经网络都可以得到有效解决。比如：输电线两端系统电势角度摆开状态下出现渡电阻的短路，即非线性问题，难以准确判断容易导致拒动。若神经网络通过不同故障样本训练，仅需样本分析不同状态，确保故障发生能够准确判断。遗传算法、进化规划等也具有独特的处理问题能力，人工智能的有效应用能够提高问题处理效率。在今后发展中，人工智能技术微机电保护中将被广泛应用，用于一些具有困难性的故障问题。

（二）变电所综合自动化技术

现阶段，计算机技术、通讯技术、网络技术为打破控制、保护、计量装置分开状态创造了条件。高压、超高压变电站实现了技术革新。继电保护与自动化的融合实现了资源分享、远程监控。将远程终端单位RTU、微机保护装置作为关键，把变电所控制信号、测量等回路列入计算机系统，取缔控制保护屏，可以减少变电所占地面积，提升二次系统稳定性。伴随着微机性价格比的提升，通讯技术的快速发展与规范化标准的出现，综合自动化成为重要研究课题。

结语

综合分析，微继电保护应用在电力系统中，不仅检修便利而且功能较多，可以进行自动装置、检测、保护等。现代社会发展中，人们还应扩大视角增强继电保护过程管理，提升技术监督，确保继电保护稳定性，保证继电保护设备长期处于最佳状态。

参考文献

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[4]李秀梅.议微机继电保护在电力工程中的应用与发展[J].电子世界,2014（08）.

[5]王迎春.电力系统继电保护技术若干问题探讨[J].科技创新导报,2014（10）.

作者简介

唐夏雨（1992.06-），女，湖南，主要从事电厂生产运维工作。