电力系统继电保护和二次回路的现状与发展趋势

电力系统继电保护和二次回路的现状与发展趋势

张宝庆

国网内蒙古东部电力有限公司奈曼旗供电分公司，内蒙古自治区通辽市 028300

摘要：在电力系统中，任何一个组成元件发生故障，会导致整体的系统都受到影响，进而不能正常的工作。作为电力技术中的关键环节，继电保护技术能够为电力系统的安全运行提供保障，并发挥重要的作用。继电保护二次回路的作用不容小觑，不仅可以实现自动化控制电力系统，还可以有效将电网运行安全效果提高，进一步确保电能质量。本文在分析继电保护及二次回路的基本概念及现状的基础上，对其发展趋势进行了探讨。

关键词：电力系统；继电保护；二次回路；现状；发展

1电力系统继电保护二次回路保护的特征

电力系统继电保护二次回路是电力系统的重要组成部分，由测量系统、继电保护系统、开关系统、电源系统的信号系统等几个部分组成，以低压的形式对电力系统进行保护。因为电力系统继电保护二次回路由多个部分组成，所以在工作过程中突显了复杂性；而且电力系统继电保护二次回路发挥作用需要这些部分协调发生作用，所以还体现了综合性的特点。电力系统继电保护二次回路的复杂性和综合性也是其工作时体现的优势和出现故障的原因和依据。

2继电保护与二次回路现状分析

尽管我国电力事业在起步阶段便大大落后于先进国家，然而经多年发展，电力系统整体水平迅速提升，其中便包括继电保护与二次回路部分，这是电力安全与稳定的基础。如今，我国具备了完整的继电保护技术体系，不论是继电保护系统的设计研发，还是保护装置的安装调试维护，均达到较高甚至领先的水平，而且在微机保护方面也有很大发展。通过将计算机技术应用于继电保护，使得电力设备得到全方位的保护，该方面的研究可追溯到二十世纪七十年代。当前，神经网络继电保护、自适应继电保护、暂态保护等先进智能保护理论不断发展，未来继电保护将会更加集成和智能。而且，计算机技术也较好的应用于二次设备功能的组合与优化，自动控制及监测功能得以很大提升。在智能电网建设与发展中，需要从基础技术入手，筑牢网架结构的技术根基，才能掌握电网发展的技术主动性，以便在激烈的国内外电力技术领域竞争中获得优势。

3继电保护的发展趋势

继电保护技术朝着智能化、网络化、装置运行一体化的方向发展。将遗传算法、神经网络等智能控制算法应用其中，可解决复杂的控制任务。当前新兴的人工智能同样受到传感器频宽的制约，仍不能替代传统的继电保护，只是在有限的范围内通过复杂计算来提高故障识别的准确度。

4二次回路的发展趋势

传统的二次回路是由相对独立的继电保护、调度通信和安全自动装置系统、远动系统构成。这3个部分在应用过程中相互独立，各负其职，由系统调度员统一协调使用。

自20世纪80年代以来，随着继电保护微机化、远动数字化和调度自动化，促使这3个部分相互融合，产生了基于微机装置和计算机网络的变电站综合自动化，国际上称为变电站自动化。进入20世纪90年代，随着我国农村和城市电网的改造，变电站自动化促成了电力系统二次系统的重大变革。

在实际应用中，常规变电站的二次回路按照测量、信号、控制等功能分开，相应地就有测量装置(如计量屏)、信号装置(如中央信号屏)、控制装置(如控制屏)等。每个电流互感器的二次侧回路、断路器跳闸、合闸操作回路，要分别连接到相应的显示屏上，如信号屏、计量屏、控制屏等。由于各设备安装在不同地点，变电站内二次电缆错综复杂，存在的问题包括：接线复杂，安全性、可靠性不高；电能质量难以控制，设备结构复杂、占地面积大，维护工作量大等。

变电站自动化是对测量仪表、信号系统、继电保护、控制系统、自动装置和远动装置等二次设备进行功能组合和优化，利用现代技术，包括计算机技术、网络技术、信号处理技术等，针对变电站主要设备、输电线路及配电线路实施自动控制、监测与保护，从而达到自动化功能。

变电站自动化通过多台计算机代替常规的测量及监视仪表、控制设备、信号设备和远动设备，用微机保护替代传统的继电保护，取消了控制屏、远动屏及中央信号系统，改变了常规的继电保护装置孤立运行、不与外界联系的状态。变电站自动化利用数字通信技术、网络技术来达到信息共享的一套二次设备与系统，其功能具有保护、测量、控制及远动功能。

变电站自动化与传统的二次回路相比，具备设备数量较少、接线简单、接线方式合理、系统性强等特点。

传统变电站的二次回路是一个复杂的控制网络，包括控制、信号、测量及检测系统、调节及操作电源系统等。其中，信号系统包含位置、事故音响、瞬时预告、延时预告等信号，由于这些二次回路之间依靠硬件连接，致使二次接线较多。而变电站自动化打破了二次回路之间原有的界限，使得二次接线得到简化，如：通过数字通信方式取代原来靠硬件连接的系统；使用装置中的印制电路板取代原屏幕内设备之间的连线。传统变电站的二次设备包括多个电气单元。每个电气单元配置测量仪表、控制开关、光字牌、位置指示灯等，被分散地装设在控制屏及保护屏上。每套继电保护都由多个交流测量、中间、信号等继电器构成。针对每个变电站有许多电气单元，会涉及到很多二次设备。在变电站自动化中，一个测控装置就可以实现一个电气单元的功能，同时，取消中央信号屏及控制屏，使二次设备大幅度减少。在变电站自动化中，二次设备按电气单元配置，二次接线也按电气单元分配，采用一对一方式连接。电气单元间仅有保护之间的连接及操作闭锁回路连接，之间的连接大幅减少。把变电站中的有些公用二次设备及有些不属于电气单元的二次设备组成公用屏，从变电站整体上来看，二次回路进线比较合理、系统性强，使操作和维护变得更加容易。

5电力系统继电保护二次回路检修与维护方法

5.1负荷方面

在实际运行中，继电保护二次回路需要对电流互感器负荷进行控制。在实际运行下，需要降低电流互感器励磁电流，使得电路运行得到保证。如果需要将继电保护二次回路负荷降低，在选择电流互感器时，可以选择以弱电控制的电流互感器，确保电缆电阻的减小，认真进行定期检查，及时了解互感器情况。

5.2电流方面

由于继电保护的差动保护情况与电流互感器息息相关，在对差动保护装置进行构建时，需要重视这方面的工作。在开展电流互感器的安装工作之前，相关工作人员需要注意型号的选择。大多数情况而言，在差动保护中，使用数量最多的要数D级电流互感器。在实际操作和使用D级电流互感器时，电流会在通过外围稳态短路电流过程中达到最大数值。此时，工作人员需要确保在设定差动保护回路二次负荷时，其数值在规定的范围内，从而纺织出现故障问题。

5.3保护方面

在继电保护二次回路中，经常会需要进行电流差动保护。在这个过程中，操作起来存在很大困难，这句需要转变过去的差动保护。就差动保护而言，其形式也有很多种，其中，最常见的是比率差动保护，这也是应用作为广泛的差动保护，对对二次回路进行检修时，能够充分发挥其作用，确定故障问题。如果想要防止出现电流在流经继电保护回路状态保护装置时，出现操作方面的问题，就需要提升装置保护性能，进而降低事故发生的次数。

6结束语

综上所述，随着电力系统发展，其规模及复杂性显著提高，对继电保护及二次回路发展提出更高要求，并且呈现出信息化、智能化、自动化等趋势。经多年发展，我国在继电保护领域进展迅速，创建了完善的继电保护研发、制造、安装、运维等体系，大量先进技术得以应用到继电保护及二次回路中，暂态保护、神经网络等先进算法已转化为实际应用，对现代智能电网发展有较大促进作用。

参考文献

[1]黄新民.电力系统中继电保护二次回路的维护与检修[J].工程技术研究,2017(10):248-249.

[2]阎峰.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].山东工业技术,2018(19):169.