电力系统继电保护新技术的探究及运用论文_关维坚

(广东电网公司阳江供电局)

摘 要:随着信息技术的发展,电力系统继电保护技术逐渐从传统模拟式与数字式向信息化、智能化以及自动化方向发展,这也使得继电保护在电力系统中的作用与地位越来越重要。鉴于此,对电力系统继电保护新技术进行了探究和运用。

关键词:电力系统;继电保护;新技术

1引言

近年来,信息技术的进步为继电保护的发展带来了相应的契机,新技术不断涌现,这些新技术在很大程度上使得电力系统更为完整且全面,为我国电力事业的发展奠定了坚实的基础。

2 电力系统继电保护现状

随着我国社会经济水平的的不断提高,继电保护技术到现在经过了4 个发展阶段:从无到有;继电保护设备性能和运行技术;晶体管继电保护蓬勃发展和广泛运用;集成电路保护的研制、生产、应用处于主导地位,进入集成电路保护时代。现在我国继电保护技术进入了微机保护时代,电力系统规模不断扩大,成为当今社会人们生活生产的最大能源,对电力系统继电保护技术要求更高。电力事业发展迅速,社会经济发展和人民生活生产随着电子计算通信技术的快速发展而发生巨大改变,这些技术应用到继电保护产品中,促使电力系统继电保护产品升级为智能产品, 并发展成为信息工业领域中一大系列产品群体,并且对继电保护技术发展提出新的要求。电力系统结构日趋复杂, 简单的保护装置已经不能满足对继电保护的选择性和快速性要求,断电保护和继电保护技术的应用,使继电保护得到了大力发展。

2.1 微机在继电保护中的大量普及

国家在不断的发展,需求量也越来越大,在最近几年我国的电力系统继电保护的微机化率越来越高,特别是在以高压以上的电力系统继电保护系统。例如,至2008年底,全国220 kV及以上系统(线路、母线、发电机及变压器等)微机保护共计4.1万台,占所有保护的76%。其中,微机保护在线路保护中的比例高达97.71%;高压电网继电保护装置基本上采用了微机保护。微机保护的广泛应用为继电保护运行水平的不断提高提供了有效的技术支持。附表和图1为2003~2008年220 kV及以上电力系统微机保护的统计情况及所占比例。

3 继电保护装置的任务

继电保护装置主要利用电力系统中发生的异常或者短路情况时电气量的变化来完成相关装置的动作,并给出报警信号。继电保护装置的主要任务是:当电力系统在正常运行状态时,对变电设备的运行状况进行监测,为相关的变电运行值班人员提高可靠的判断依据;当电力系统发生了故障时,自动而迅速地对故障进行切除,确保非故障部分能够有效的继续运行;若电力系统出现了异常运行情况,则其应准确发出报警信号,并及时通知变电运行值班人员作出相关的处理。

3.1 正确对待人为事故

有些继电保护事故发生后,按照现场的断路器跳闸后没有信号指示或者信号指示无法找到故障原因,无法界定是人为事故还是设备事故,这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映,以便分析和避免浪费时间。

4 电力系统继电保护技术的发展趋势

4.1 信息网络技术的发展

在电力系统继电保护技术发展过程中,传统的模拟式继电保护正逐步向着数字化及信息化的方向发展。从变电站整体综合自动化的角度进行分析,继电保护装置在配置过程中具有较为灵活的特性。假设在变电站综合自动化系统的建设过程中,应用传统的模式并有效利用当地的监控系统,相关的保护配置数据能够利用遥信方式实现远方终端至内部的反应,同时这部分保护数据还能够实现串口通信,保证数据传输的可靠性及安全性。从继电保护装置运营模式来说,其具有分散性,即保护单元和相关的控制单元是分散的,通常安装在主设备周边地区。在当前的技术条件下,继电保护装置具有独立的测控系统,这就能够保证整套装置在电力系统中运行的可靠性和稳定性。

4.2 PLC在继电保护技术中的新型应用分析

PLC作为一种具有特殊结构的工业化计算机装置,其在编程语言配置等各个方面所表现出来的控制能够充分适应继电保护装置的要求。从这个方面来说其在继电保护系统中具有良好的应用前景,通过多个继电保护装置所建立的可编程控制系统即可实现分立元件设备的连接,即将复杂的继电保护装置逻辑关系进行有效的表达。PLC在继电保护中的应用如图2所示。

特别要注意的是:通过建立PLC器件可以实现继电保护装置在各种辅助电气设备上的利用,这样就能够通过数据定义来对传统的机械式触点继电器设备进行代替,同时还缩小了继电保护装置的体积,实现整套继电保护装置可靠性的提高。

4.3 广域保护技术在继电保护系统中的应用

在当前的技术背景下,通过对广域保护技术的有效利用,可以实现大范围内的联网趋势,并确保继电保护装置相关防线所涉及到的可靠性问题得到有效的解决。可定义广域保护如下:通过广域测量技术实现对电力系统中多个点的信息的有效利用,在电力系统运行状态下当发生了相关故障时及时进行准确而可靠的计算和处理,确保电力系统继电保护装置的有效利用。在广域保护的基础上还可以实现电力系统可靠性及稳定性的研究。

在此基础上还能够实现对故障的有效切除,增强整个电力系统的可靠性及安全性。从这一角度来说,通过对广域测量技术的有效利用,能够实现电力系统继电保护装置与自动控制装置的功能的有效结合。在整个电力系统继电保护装置实践上来说,通过广域保护系统所实现的主要分为以下两类:一是利用广域信息的方式实现电力系统正常状态下的监测及控制功能;二是利用广域保护技术还能够实现信息的可靠性应用,完成以电力系统为核心的整个继电保护装置可靠性功能分析和计算的实现。

4.4 多功能一体化

实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,在正常运行情况下可以完成测量、控制、数据通信等功能,实现保护控制、测量数据、通信一体化,使系统达到功能强大、操作简单、扩展灵活、运行稳定的目标,使数据通信系统、子站系统、现场设备层等构成的保护装置更成熟。多节点网络连接方式构成地理跨度的变电站信息管理系统, 给继电保护工作者和电力系统安全运行带来更美好的前景。

4.5 数字化

构成变电、配电自动化系统的理想基础设备的特点包括:提供强大的运算处理能力。元件类型现场可设定,元件参数现场/远方可设定。高速、高精度交流信号测量。记录量大,故障录波的启动元件、通道可选。便于故障查询和分析。装置具备优良的电磁兼容特性,适用于恶劣的电磁环境。传输正常数据,显示实时波形、物理数据块等。具有完善的自检功能。随着进一步研究和应用,继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。

4.6 虚拟化

虚拟化归结于虚拟现实技术,它是计算机全部或部分生成的多维感觉环境,给参与者以各种感官信息,使参与者有身临其境的感觉,深化概念和建造新的构想和创意。虚拟化创造了虚拟仪器,适用于现代复杂的测试系统。虚拟仪器中软件是核心,还有必需硬件, 屏幕上虚拟出显示面板, 通过鼠标和键盘操纵开关、按钮、旋钮来实现传统仪器的操作。随着虚拟技术的发展,继电保护虚拟化产品也将成为一个发展趋势。

5提高继电保护运行操作的准确性

运行工作人员在学习了保护原理和二次图纸之后,应核对熟悉现场二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板有了相应的认识。严格“两票”的执行,并履行保护安全措施票,按照继电保护运行规程操作。在每次的作业中投入与退出都要严格按设备调度范围的划分,征得调度的同意。为保证保护投退准确,在运行规程中编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳开关及压板使用说明。由于规定明确,执行严格,减少运行值班人员查阅保护图的时间,避免运行操作出差错。特殊情况下的保护操作,除了部分在规程中明确规定外,运行人员主要是通过培训学习来掌握的。在工作当中如果发现继电保护运行中有异常或者是存在缺陷的时候,必须加强监视外,还得对能引起误动的保护退其出口压板,最后在联系继保工作人员来进行相应的处理解决。

6结语

随着我国社会经济水平的不断提高,电力系统规模不断扩大,成为当今社会人们生活生产的最大能源来源,对电力系统继电保护技术提出更高要求。电力事业发展迅速,社会经济发展和人民生活生产随着电子计算通信技术的快速发展而发生巨大改变,这些技术应用到继电保护产品中,促进电力系统继电保护产品升级为智能产品, 并发展成为信息工业领域中一大系列产品群体, 继电保护技术面临着追求更可靠更完善的保护体系来为将来的继电工作提供更好支持, 对继电保护的前进是一个全新的挑战。

参考文献

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论文作者:关维坚

论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿

论文发表时间:2016/4/26

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电力系统继电保护新技术的探究及运用论文_关维坚
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