我国电力系统随着科技水平的进步正在逐步完善,一些新技术和新材料在电力行业中得到了日益广泛的应用。新时期,社会的用电需求逐渐增加,这也对继电保护技术提出了更高的要求。合理的利用继电保护技术能够显著增强电力系统运行的稳定性和安全性,保证电力资源的正常供应。未来,计算机技术和电子通信技术应用在电力系统中将会促进继电保护技术进一步发展,也能够使我国电力行业取得更大的进步。
1、电力系统继电保护技术特点及原理分析
在智能电网建设和发展过程中,电力系统呈现出网络化和智能化的发展趋势。现阶段,我国电网处于日益完善的发展阶段,尤其是计算机技术的快速发展,使得继电保护技术在电力系统中得到了广泛应用,能够对电力系统的各个单元进行保护,能够实时共享电力系统故障信息和数据。继电保护装置和科学技术的有效融合,能够构成智能化、虚拟化和一体化的新型电力系统保护体系[1]。计算机技术的计算能力和数据处理能力较高,与继电保护技术融合,在很大程度上提高了继电保护技术在电力系统中的应用水平。电力系统出现故障的情况下,继电保护装置能够有效保护电力系统和元器件的安全,在最短时间、最小区域范围内排除各项故障,并向工作人员发布故障信号等待处理,减少了对相邻区域供电系统的影响。
2、电力继电保护技术的应用现状
2.1、继电保护装置日趋多样性
随着科技的发展以及科研的逐步深入,继电保护装置日趋多样化,目前电力系统可以根据实际情况选择合理的继电保护设备。在继电保护技术的应用过程中,需要合理选择继电保护装置,保证选择的设备具有完成任务所需要的基本功能,能够实时监测电力系统的运行状况以及故障情况,能够自动处理故障,切除故障元件。监控技术与互联网技术的应用,要求继电保护装置支持网络监控,实现电力系统自动化以及网络化运行。继电保护装置还应当具有一定的可靠性和速动性,能够在最短时间内解决各种突发故障,保证电力系统安全稳定运行。
2.2、继电保护装置的功能日趋丰富
目前电力系统需要继电保护装置具有电容器保护功能、线路保护功能、母联保护功能。采用合理的继电保护装置,能够实现电力资源输出过程中对变电站设备的基本保护,减少由于变电站的故障引发企业的经济损失。当前应用范围较广的继电保护装置,普遍采用三段式或二段式进行电流的保护,能够有效地避免短路等特殊情况对设备造成的损伤。母联保护和主变保护功能能够提高继电保护设备对输电系统的保护效果,减少线路故障引发的设备损坏。计算机技术和电子技术在继电保护技术中应用,能够实现快速保护断开以及自动监控等全新的功能,提高继电保护能力和故障处理能力,提高保护水平,降低风险。
3、继电保护技术应用过程中存在的主要问题
继电保护技术在实际应用过程中存在诸多问题,很多技术人员不具备相应的操作能力,凭借个人经验处理问题,经常出现判断失误,引起继电保护故障。一些工作人员责任意识薄弱,工作技能不够熟练,严重影响了电力系统的稳定运行。在设备使用方面比较突出的问题是触点问题,触点是继电保护的核心位置,在实际运行过程中容易受到电流以及负载的干扰,最终引发触点的故障。另外,电压以及数据采集设备故障也会导致电力系统无法正常运行。
4、电力继电保护技术的发展趋势
4.1、一体化和多功能趋势
未来,继电保护装置能够通过网络获取电力系统运行以及故障情况的全部数据信息,任何一个故障的终端和网络控制的中心可以获取被控制元件的基本信息和相关数据。继电保护装置除具有基本的继电保护功能之外,还需要具有数据通信、控制、测量、保护一体化的功能,在正常运转的情况下完成数据通信以及控制和测量。继电保护装置能够成为电力系统整体计算机网络的多功能终端系统,也可以认为继电保护装置和相关技术组成了一台高性能和多功能的计算机。比如应用在变电站检测控制系统中的综合保护系统能够实现数据采集、故障录入和分析、报警处理、调度、保护、通信、测量等功能,该系统属于计算机网络技术、继电保护技术、现场总线技术的结合体,配置方式极其灵活。系统在总体结构上采用分层分布式结构,主要包括子站系统、现场设备层、主站系统、数据通信系统等。信息管理系统中的地理跨度站采取多结点的网络连接方式,系统软件主要由Windows或Linux组成,利用C++语言进行编程,通过数据库系统设计而成,具有安全性、标准化、开放性、模块化的特点,工作性能更高,操作简单,运行稳定,拥有图元组态功能和动态单元组态功能,可以直接连接其他智能设备,方便操作。
4.2、网络化趋势
继电保护技术未来将向网络化的趋势发展,能够实现自定传输以及采集各类数据信息,系统的智能化以及便捷性显著提高,应用范围也会逐步扩大。为保证继电保护装置的网络化,系统会采取灵活的现场总线技术。继电保护装置通过互联网、PLC、光纤能够实现信息交换以及远距离浏览,通过互联网能够技术反馈电力系统运行过程的各类故障信息,准确判断并解决设备运行存在的各类实际问题,同时能够实现远距离的系统更新,不同地区的用户能够及时沟通交流。某地区500kV升压变电站中采用网络化的智能继电保护设备,能够在距离现场较远的操作平台对设备进行数据监控,及时了解设备运行情况,帮助技术人员准确判断接地以及短路等技术故障,及时采取合理的措施进行维修处理。网络化的继电保护技术能够实现继电保护装置的远程控制,增强保护的稳定性和便捷性,全面提高工作效率。
4.3、智能化趋势
随着微处理器和人工智能技术的进步,继电保护技术未来将会呈现出智能化发展的趋势,继电保护技术能够与微控制器、微处理器、嵌入式软件和DPS芯片级嵌入式系统相互结合,实现仪器仪表的数字化。近年来,人工神经网络、模糊逻辑、专家系统、遗传算法等在继电保护技术中广泛应用,这也表明智能化逐渐成为继电保护技术发展的趋势。与传统产品相比,智能化的继电保护产品在自动化程度,性价比,精确度和灵敏度,测量速度方面优势显著,能够保护和控制主要的电动机、变压器、监视线路,电容器等主要设备。单元化的设计方式能够配备高压开关柜等设备,实现集中的组屏。不同节点的协同处理工作能够实现系统级别的管理以及信息资源共享。智能化的继电保护装置采用高性能处理器和大规模的集成电路芯片,减少装置的复杂程度,提高自身保护功能的可靠性,减轻技术人员的工作压力,便于记录故障的主要类型以及故障时间,未来继电保护装置将会通过人工智能的方式处理各类问题。
4.4、数字化趋势
微继电保护技术需要系统具有基本的保护功能,通话能够处理数据以及各类故障信息,具备较强的通信能力。很多数字化保护装置均具有控制、检测、保护等功能,能够在不同的节点协同作业。数字化的继电保护技术具有自检功能以及抗干扰能力,能够传输各种通信信息,是未来继电保护技术主要的发展趋势。
5、结束语
继电保护技术是保证电力系统安全运行的重要技术,涉及内容复杂,需要相关企业加强研究。随着信息互联网等技术的逐步发展完善,继电保护技术将会日趋完善,继电保护的稳定性以及整体效率将会显著提高,发展前景广阔,值得深入研究。
参考文献:
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