电力系统继电保护新技术的发展与分析

来源：赤子杂志社发布时间：2017-10-23

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卫红
内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局 内蒙古包头 014000

摘要：本文回顾了电力系统继电保护技术的发展历程，对继电保护新技术进行了分析和探讨,以期能够推动行业的发展和进步。
关键词：电力系统；继电保护；新技术；发展与分析
作为目前主要能源之一的电能，对我国国民经济的进步起到了极其重要的作用，维持电力系统的稳定成为电力部门日常工作的重点。为保证电力系统的稳定，继电保护技术越来越受到人们的重视。
继电保护系统指探讨、研究应对电力系统故障和危及安全运行的异常工况的自动化措施。因其主要是使用有触点的继电器来保护包括发电机、变压器、输电线路、母线等电力系统及其元件，使之免遭损害，简称继电保护。继电保护与切机、切负荷、FACTS等紧急控制、解列、减载等极端控制并称为提高系统稳定性，防止大停电的三道防线。
一、继电保护技术的发展历程
继电保护是随着电力系统的进步而逐渐发展起来的，最早的刀闸开关中的保险丝就是继电保护装置的雏形。从上个世纪五十年代到九十年代末，在40余年的时间里，继电保护装置完成了从电磁式保护到晶体管式继电保护、到集成电路继电保护、再到微机继电保护的4个阶段的发展。
二、继电保护新技术
随着科技的不断进步，电力系统容量日益增大，范围也越来越广，目前部分已有继电保护技术远不能防止全电力系统长期、大面积停电事故的发生。随着微电子技术、通信技术、计算机技术的不断发展，包括人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等人工智能技术相继应用到继电保护领域，继电保护技术继续向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。许多新技术都不断应用到继电保护的领域。
1.计算机化
当前，计算机技术不断完善，硬件的迅猛发展，计算机保护硬件也在不断发展，计算机保护技术被广泛地使用在电力系统中，取得了巨大的成功，行业也总结了相当可观的工作经验。要利用计算机强大的存储功能和大容量、长期的存放空间，记录一段时间、一个地区内所有继电保护装置的事故信息，并利用其快速的数据处理功能，通过语言编程、数据模拟，将汇总的所有触发继电保护装置动作的信息进行全面分析总结，可以快速得到想要的信息，同时还可以对即将要发生的问题进行预判断，替代原有的人工分析，其结果稳定可靠，也更方便人员进行查阅。但目前受到技术水平限制，部分计算机稳定性不如意，甚至有数据丢失的情况，使用时需逐步完善。继电保护技术的计算机化是未来继电保护技术的发展趋势之一。
2.网络化
当前，人们对于以网络作为工具的信息和数据通信技术的依赖性越来越多，电力系统对于网络技术的应用也非常广泛。我们可以利用现在先进的网络技术，可利用局域网将区域内控制继电保护装置的单台计算机连接起来形成一个小的网格单元，并利用网络将一个地区内所有的网格单元连接在一起，形成一个网络单元，可以有效地实现数据共享，也可以对网络单元内的继电保护装置进行统一的控制。但这需要稳定的网路环境和可靠的硬件条件做支撑，保证在数据传输过程中的稳定性和可靠性。网络化能够促进继电保护技术系统化，全面化的发展，也是未来继电保护技术发展趋势之一。
3.智能化
随着智能电网的发展，分布式发电、交互式供电模式的不断完善，对继电保护也提出了更高要求，数字化技术的应用也越来越广泛，传统的继电保护技术已不能满足目前电网的发展要求。要将目前已完备成熟的人工智能化技术应用到继电保护技术中，可以实现类似于人脑的独立思考，独立判断，独立解决问题。同时，智能化软件要更多地应用于继电系统中，智能测温元件可以自动进行温度测量并进行参数的修正；智能断路器能够在过流时自动进行断路保护，可以引入智能巡检系统，可自动发现问题部位。在人工智能术在电力系统当中的应用大大地提高了处理问题的效率和准确性，也提高了用电的质量，带来了巨大的经济效益。
三、应用新技术
1.使用自动控制系统
可编程控制器在工业生产的过程中被看作是一种具备特殊体系的计算机，可编程控制器可以通过对各种语言进行编程，从而进行操控，便于对复杂的系统进行控制。目前PLC、DCS技术被广泛的应用于工业生产中，可以说技术非常成熟。这些控制系统的使用，极大地方便了人员的工作。继电保护技术要利用PLC控制技术，通过编写程序实现自动控制，将人员从繁重的工作中解放出来，同时也可以避免因人员的不可控因素造成的问题，提高工作效率。
2.使用新型互感器
在电力系统中，电压和电流互感器是电力系统能够实现自动化的一个关键部件，为推动电力系统继电保护新技术发展，就要广泛地使用光材料电流互感器与光材料电压互感器，相对于传统的互感器而言，这些新型的互感器的体积越来越小，电容量越来越大，绝缘水平越来越高，动态测量范围也越来越广。新兴互感器以其优良的性能，能够改善各种保护技术的性能，改变继电保护应用的条件和方式，拓宽其应用范围，必然要应用于继电保护技术中去。
四、引入高技术人才
人员是实现所有技术的前提，企业在引进新技术新设备的同时也要引进具备高技术的人才，这些人员不能只掌握单一方面的技术，要掌握多重技术，通晓智能电网的故障处理方法，了解新技术的应用，可以妥善的处理网络、计算机系统发生的问题。企业也要加强梯队建设，培养阶梯型人才，适应日益完善的继电保护技术的发展。
总结
随着电力系统的高速发展,传统的继电保护技术不能适应其发展的要求，计算机技术、通信技术的不断进步，对继电保护技术面临这着进一步发展的趋势。以计算机化、网络化, 保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化技术为依托的继电保护新技术必将会成为国内外继电保护技术发展方向。继电保护新技术能够保证电力系统运行更加可靠、稳定和安全，业内要继续开发新技术、使用新设备，促进继电保护技术的持续发展。
参考文献：
[1]尹项根，李振兴，刘颖形，等，广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].田电力系统保护与控制，2012，40(5).
[2]陈国炎，张哲，尹项根，等，广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计[J].电力系统保护与控制，2012，40(4).
[3]李振兴，尹项根，张哲，等，分区域广域继电保护的系统结构与故障识别[J].中国电机工程学报，2011，31(28).

作者简介：卫红，内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，研究方向为500kV变压器及继电保护

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