基于高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性的研究

1、 基于高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性的研究 內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市霍林郭勒市029200摘要：電力系統(tǒng)在整個社會的生產(chǎn)生活中具有重要意義，其主要責任是提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，從而為廣大民眾提供安全可靠的電力。本文對高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性進行了探討。關(guān)鍵詞：高電壓電網(wǎng)；繼電保護；可靠性隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)的負載越來越大，供電范圍也越來越廣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也越來越大、越來越復(fù)雜。繼電保護作為電網(wǎng)運行的三大防線之一，顯得尤為重要。因此，為了保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行，必須加強及提高繼電保護的可靠性。一、我國繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀由于我國工業(yè)起步較晚，在發(fā)展過程中一直處于相對落后的狀態(tài)。電力系統(tǒng)的繼電

2、保護系統(tǒng)歷經(jīng)多年的發(fā)展。20世紀40年代，創(chuàng)辦了電氣保障學科和電氣保護設(shè)計，以及繼電保護制造業(yè)和電機保護技術(shù)團隊。20世紀50年代初，晶體管電保障的研究興起，在20世紀60、80年代得到了廣泛應(yīng)用。從20世紀70年代中期后，人們開始分析集成運算放大器的集成電路保障，到80年代初，產(chǎn)生了替代晶體管保障比較完備的系統(tǒng)。我國的繼電保護技術(shù)從20世紀90年代進入計算機保障時代，研發(fā)了計算機保護軟件。由于計算機、通信技術(shù)在繼電保護系統(tǒng)中的應(yīng)用，使我國的繼電保護系統(tǒng)正逐步向智能化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。二、高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性研究繼電保護可有效監(jiān)測電力網(wǎng)絡(luò)，保護相關(guān)設(shè)備，電網(wǎng)正在向計算機化方向發(fā)展，

3、今后還會日益網(wǎng)絡(luò)化，它將保護和測量，包括控制、通信等融為一體，這是繼電保護未來的發(fā)展方向。為了了解高電壓電網(wǎng)的當前運行狀態(tài)，有必要使用傳感器實時監(jiān)控發(fā)電及正常供電，包括日常輸配電等設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，所有的數(shù)據(jù)被收集和整合在一起，并對這些數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)這些信息，可對設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)測，從而達到遠程動態(tài)監(jiān)控保護功能的目的，或?qū)ΡＷo定值進行修正。在過去，電網(wǎng)模型可分為總線型、星型、環(huán)型線路三種。線型模式的特點過于單一，所有潮流點只會在同一方向，因此提出了電流保護策略。例如，最常用的方法是距離保護，此方式廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。過去高電壓電網(wǎng)最常見的兩種結(jié)構(gòu)是線性和星型，目前更多采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)

4、狀結(jié)構(gòu)的每一個點都可當作一個電源點，也稱為用戶點，可見其線路潮流可朝不同的方向。分布式電源也屬于網(wǎng)狀電網(wǎng)中的某一點，是系統(tǒng)的一部分。這類網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是微網(wǎng)最常用的運行機制，但很難確定其運行方式。這樣系統(tǒng)的運行阻抗就會出現(xiàn)明顯的易變性，并且可能會影響過流保護和距離保護。因此，傳統(tǒng)電網(wǎng)和高電壓電網(wǎng)都應(yīng)增加一種保護方案，從而使電網(wǎng)維持相同的運行方式，進而保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行。三、高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性影響因素1、人為干擾因素。電網(wǎng)需大量的技術(shù)人員及運行人員協(xié)同工作，有些技術(shù)人員缺乏專業(yè)知識，對繼電保護裝置原理不熟悉，因而不能準確檢修出設(shè)備的具體問題，或發(fā)現(xiàn)問題所在也不能及時解決。還有一些運行人員，由于缺乏

5、操作知識與經(jīng)驗，對設(shè)備的運行情況不熟悉，在操作中容易發(fā)生誤碰，這些均是影響保護裝置可靠性的原因。人為因素可通過培訓等措施加以解決，電網(wǎng)需提高工作人員的安全意識及技術(shù)操作水平，減少工作失誤，提高繼電保護系統(tǒng)運行的安全性。2、外部的自然因素。外部自然因素也會影響電網(wǎng)設(shè)備的運行，如雷電等極端天氣。雷電天氣易產(chǎn)生雷擊事故，從而導(dǎo)致高阻抗地網(wǎng)系統(tǒng)中高頻電流的電位升高。電位升高會導(dǎo)致保護裝置的錯誤識別，進而降低繼電保護裝置的穩(wěn)定性。3、硬件系統(tǒng)裝置方面。電力系統(tǒng)主要由信道、繼電保護系統(tǒng)、設(shè)備通信系統(tǒng)和二次電路等組成。這些部件的可靠性直接沖擊繼電器保障的可靠性，并對整個電力系統(tǒng)的安全性和可靠性有很大的影響。

6、若其中一個關(guān)鍵部件出現(xiàn)性能問題，那么整個電力系統(tǒng)將直接爆發(fā)故障。例如，繼電器保護裝置可能會因觸電而斷裂或松動，繼電器的負載轉(zhuǎn)換操作會爆發(fā)深遠故障。這些故障是由于繼電器尺寸不適當造成的，從而嚴重影響了整個電力系統(tǒng)。4、軟件系統(tǒng)方面。若相關(guān)軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會對繼電保護系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響。若軟件出現(xiàn)問題，容易爆發(fā)拒絕繼電保護或錯誤操作。如系統(tǒng)軟件瓦解，繼電保護裝置的邏輯認定直接爆發(fā)，指令混亂，極大地降低信賴度，嚴重影響電力系統(tǒng)的安全運行。為了確?？尚胚\行，保障高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的傳遞系統(tǒng)，檢驗?zāi)甓葯z查、軟件升級理論等保護裝置的功能，必要時給予完善、管理和維護。需注意的是，作為電力系統(tǒng)核心組成部分的繼

7、電器保障，其程序和邏輯應(yīng)實施嚴格措施，防止黑客和病毒對高壓電網(wǎng)的毀壞。四、電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護技術(shù)1、廣域保護技術(shù)。廣域繼電保護包括兩部分:安全自動控制及繼電保護。前者在很多情況下是面向電網(wǎng)本身的故障處理，為故障的“自行解決”提供多元化的處理技術(shù)及方法。而后者所述繼電保護技術(shù)的目的是確保繼電保護配合多元化的故障問題，使其得到根本性處理，有效提高繼電保護的整體自適應(yīng)能力。高電壓電網(wǎng)不斷創(chuàng)新，對繼電保護提出了新的要求。繼電保護不僅要有良好的自適應(yīng)能力，還要能適應(yīng)高電壓電網(wǎng)不同階段整體運行方式和結(jié)構(gòu)變化。2、保護系統(tǒng)的自身重構(gòu)技術(shù)方面。高電壓電網(wǎng)的創(chuàng)新對繼電保護提出了新的要求。繼電保護不僅要有良好的

8、自適應(yīng)能力，還要能適應(yīng)高電壓電網(wǎng)不同階段整體運行方式和結(jié)構(gòu)變化。在自適應(yīng)能力方面，新繼電保護還應(yīng)支持重構(gòu)。例如，在繼電保護元件嚴重失靈的情況下，高電壓電網(wǎng)能自動尋找替換的元件，從而恢復(fù)繼電保護。至此，原繼電保護系統(tǒng)也將喪失適應(yīng)高電壓電網(wǎng)的基本能力。此時，需考慮對繼電保護系統(tǒng)進行重建，這是達到預(yù)期效果的基本要求。3、智能設(shè)備和新型電子傳感器的應(yīng)用。高電壓電網(wǎng)最突出的特征是通過自動、智能化來監(jiān)測設(shè)備的真實運行狀態(tài)。其中，有較高水平的智能控制設(shè)備，該設(shè)備能有效控制智能系統(tǒng)內(nèi)的不同元件。而電壓傳感器實際上是智能應(yīng)技術(shù)的最佳體現(xiàn)。在高電壓電網(wǎng)的日常建設(shè)中，智能傳感器應(yīng)安裝在智能設(shè)備上，從而準確收集數(shù)據(jù)信

9、息，綜合評估高電壓電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)，以此為故障維修提供可靠的數(shù)據(jù)參考，進而提高繼電保護系統(tǒng)的自身性能。五、提高高電壓電網(wǎng)繼電保護可靠性的策略1、構(gòu)建信息平臺。建立穩(wěn)定可靠的信息平臺，結(jié)合高電壓電網(wǎng)的基本特征，準確收集狀態(tài)數(shù)據(jù)，以此為高電壓電網(wǎng)評估提供準確的信息支持。在高電壓電網(wǎng)下，繼電保護平臺的建立應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)為前提，以保證繼電設(shè)備的長效發(fā)展。在信息平臺支持下，繼電保護能準確獲取電網(wǎng)信息，進而完成同步監(jiān)控。2、加強信息傳輸。電力系統(tǒng)的變革在于建設(shè)新的高電壓電網(wǎng)。顯然，高電壓電網(wǎng)將成為未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，高電壓電網(wǎng)的基本理論將進入一個新的階段。為了保證繼電保護的功能，需改善信息傳輸?shù)恼w質(zhì)量?？傮w上,利用技術(shù)創(chuàng)新和擴大投入來提供和諧傳輸環(huán)境,促進電網(wǎng)分級與分層保護,為電網(wǎng)傳輸提供優(yōu)質(zhì)保護,進而提供繼電保護專項信息共享，以適應(yīng)高電壓電網(wǎng)的變化需求。3、完善繼電保護系統(tǒng)建設(shè)。針對電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)暴露的問題，運用智能傳感器能獲得準確可靠的運行數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可作為繼電保護最重要的參考條件，提高設(shè)備切除故障的整體效率。在實際應(yīng)用中，由于自然環(huán)境的限制，振動傳感器也會將自然振動認定為故障。因此，建立及完善繼電保護系統(tǒng)，健全人工智能分析系統(tǒng)。在故障判斷中，考慮周圍濕、溫度兩大因