浅谈电力系统保护新技术的研究

浅谈电力系统保护新技术的研究

郭天俊

国网山西省电力公司汾阳市供电公司，山西 汾阳 ， 032200

       摘要：本文先分析了电力系统对继电器的要求，然后分析了电力系统继电器故障的原因和分类、电力系统继电器保护工作的意义和展望。
        关键词：电力系统；继电器保护工作；意义；展望
        1 电力系统对继电器的要求
        继电器对于电力系统工作的稳定性起到了至关重要的作用，所以电力系统对继电器也就有着严格的要求。首先电力系统在工作的过程中，因为不稳定因素的影响，就可能会出现一定的故障，所以电力系统要求继电器必须能够及时切断有故障的部位，还要在切断过程中有选择性的进行切断的工作，必须要能够将离故障部位最近的电源切断，因为只有这样才可以将对电力系统的影响降到最低，而且也可以防止故障部位对电力系统其他部位的影响，从而有效地维持电力系统工作的稳定性。另外，相比于选择性而言的快速性也是电力系统对继电器的一个非常重要的要求，因此在继电器切断电源的过程中，一定要做到选择准确切断，同时一定要做到快速切断。这样做的话能够及时地对电力系统的故障进行处理，以此避免产生更多的影响。在某种程度上继电器的选择性和快速性存在着一定的矛盾，因此为了更好地发挥继电器对电力系统的作用，就必须要在选择性和快速性之间做出有效的平衡。正因为继电器对于电力系统的稳定运行起到了至关重要的作用，因此可靠性也是电力系统对继电器的另一个重要的需求，继电器在为电力系统稳定性工作提供服务的过程中一定要具有较高的可靠性，这同时也是电力系统稳定运行的重要前提。
        2 电力系统继电器故障的原因
        电力系统工作的过程中会受到很多不稳定因素的影响，而继电器是维持电力系统稳定性的重要部件，所以在工作过程中也会受到很多不稳定因素的影响。继电器可以正常的工作，主要依赖软件和硬件的配合，软件因素可以对继电器的正常工作起到重要的影响。如果在对继电器软件进行设计的过程中，出现需求不明确或者是设计过程中没有考虑到一些安全因素的情况的话，就可能使得设计出的软件不符合要求，进而影响继电器的正常工作。另外，硬件方面的因素和继电器的软件类似，硬件在继电器工作的过程中也可以说是起到了至关重要的作用，并且继电器中的硬件有不可替代的作用，硬件方面的因素首先体现在硬件的可靠性上，也就是说如果继电器中的硬件经常性地损坏的话，那么也就会对继电器的正常工作造成严重的影响。硬件方面的因素其次还体现在硬件的保护装置上，继电器中的硬件都需要做二次回路、辅助和备份等等，假如继电器的硬件中不包括这些装置，那么就会严重影响继电器的健壮运行。
        对于继电器而言，软件方面和硬件方面的影响因素都可以通过一定的检测装置来把它检测出来，以此保证继电器中的软件和硬件符合一定的标准和规范，可是对于继电器工作中的人为操作而言，不可能做到每次都能够进行操作的确认和检测，因此人为因素同样也是影响继电器正常工作的重要因素之一。有很多继电器的操作人员存在着误操作的问题，而且像这类的问题出现的频率也比较高，因此必须要给予一定的重视。另外由于操作人员粗心而引起的接线错误、操作错误等也很有可能影响继电器的正常工作，总之引起电力系统继电器故障的原因有很多方面，需要工作人员勤检查，早解决。
        3.电力系统继电器故障的分类
        3.1 电流互感饱和的影响
        电流互感器饱和对变电设备和配电保护的影响是非常大的。也就是说在常态短路情形下，电流互感器误差会随着一次短路电流倍数的增大而增大，在电流速断保护灵敏度低的时候就有可能会阻止动作。而在线路短路时，因为电流互感器电流饱和，导致再次感应的二次电流小于或者接近于零，这些也会导致定时限过流保护装置无法动作。所以只要配电系统的出口线过流保护拒动作导致配电所进口线保护动作的话，就会使整个配电系统断电，这就是电流互感饱和的影响而导致的电力系统继电器故障。
        3.2 保护设备选择不当的影响
        我们都知道开关保护设备的选择也很重要，而且现在多数配电都采用了在高负荷密集区建立开关站，也就是采用变电站、开关站环网柜、配电变压器的供电输电方式。当没有实现继电保护自动化的开关站环网柜内的时候，一般就会广泛采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护设备。一般情况下，开关站入口线路采用的是负荷开关以求实现日常分合负载电流，一般都不设保护而对直接带配电变压设备的出口线路选用负荷开关。组合电器采用的都是负荷开关与熔断器组合的电器，所以在造成配电所出口故障时，就很容易造成变电站开关越级跳闸，这就是保护设备选择不当的影响而导致的电力系统继电器故障。
        4 电力系统继电器保护工作的意义
        调查发现，最近用电系统上大部分的停电事故都是因为电力系统保护系统的工作失误造成的，也就是说电力系统继电保护存在着很多故障，目前已成为电力配电系统工程技术人员研究解决的热点问题之一了，目前有很多文章中都强调对继电保护故障的分析。针对重要的输电线路，在跳闸元件发生故障的时候所有的本地的和远地的跳闸指令都是有效的。这些设计必须要有一个更可靠的继电保护系统去支撑，而只有完成这样的设计才可以使一个配电系统在正常操作运行的时候同时也有足够的安全系数。总之，继电保护系统关系着电网的安全稳定运行，同时也是电网安全稳定运的关键设备，又是组成电力和电力传输系统的重要设备之一。通过加强二次回路维修检护，可以对电力系统继电器故障进行实时状态检修，也可以整理和统计故障点以及故障缘由，从而加快规范管理操作规程，也可以采用加强设备冗余设计等措施来提高继电保护装置的可靠性和安全性。

        5 电力系统继电器保护工作展望
        电力系统继电器保护工作未来会向信息化方向发展。伴随着计算机等现代通讯技术的迅猛发展，以核实现为基础的硬件保护也在不断地发展。自动化芯片控制的电路保护硬件的发展阶段，也已经从位单结构的微机保护发展到了位多结构，然后又发展到了总线结构，总体的性能和响应速度都大大提高了，当前也已经得到了广泛的应用。另外，电力系统继电器保护工作未来会向网络化方向发展。当前计算机网络在信息处理和数据通信的过程中，也在国家能源和国民经济建设中发挥着越来越重要的作用，与此同时网络化带来的便利也逐渐开始应用到电力系统中来。还有全球卫星定位系统和光纤通信技术也为网络化的微机保护实现同步相量测量技术提供了非常便利的条件。全球卫星定位系统在多个领域中已经得到广泛应用，而在电力系统中主要应用于同步相量的测量。光纤通信系统的应用主要体现在将各变电站的测量量收集汇总处理后，就可以得到各变电站之间动态相量的变化，然后据此实施相量控制。电力系统继电器保护工作未来还会走向智能化。人工智能技术比如像遗传算法和神经网络的算法等都在电力系统自动化相关领域得到了广泛的应用，而且在继电保护领域应用的研究和应用也逐渐地兴起。能够在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，让保护、控制、测量、数据通信实现一体化，而且还可以逐渐实现继电保护的智能化。总而言之，信息化、网络化和智能化是当今乃至以后电力系统继电保护工作发展的主要方向。
        6 结语
        继电器在维护电力系统的稳定性方面起着非常重要的作用，而且也是电力系统不可或缺的重要部件。可是在电力系统的日常工作过程中，难免要受到很多外界因素的影响，进而使得电力系统工作在不稳定的环境中。所以，就需要对继电器进行及时地保护和维修工作。

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