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摘要:随着电力系统的飞速发展,对继电保护不断提出了新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展,又为继电保护技术不断地注入了新的活力。本文主要介绍了电力系统继电保护的现状并对其的发展趋势以及继电保护所面临的问题作了简要的分析与研究。
关键词:电力系统;继电保护技术;现状;发展趋势
1.引言
电力系统运行状态会对社会生产生活秩序、经济发展有着直接的影响,当今社会,经济高速发展,社会各领域的生产用电、生活用电的总量开始持续上升,导致电力系统在运行的过程中需要面临更严重的过载,短路,如安全事故风险,因此,只有促进继电保护技术的快速发展和不断创新,才能够推动更高水平的电力系统安全生产水平。
2.继电保护技术的应用及分析
继电保护的主要功能是清除故障组件和限制事故的影响范围。变电站继电保护的应用主要包括以下四个方面:第一,线路保护。一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护;第二,母联保护。需同时装设限时电流速断保护和过电流保护;第三,主变保护。主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护;第四,电容器保护。对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。此外,电力系统继电保护技术,确保整个系统的安全稳定运行。这就要求继电保护装置能够得到足够的系统故障信息,可以极大地改善保护性能和可靠性。因此,今后继电保护中每个保护单元都应能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。
3.电力系统继电保护技术现状分析
我国电力系统技术体系的起步较晚、发展水平滞后于国外经济发达国家,但是在经济高速发展的今天我国不仅实现了电力系统的出口,同时在电力系统技术体系发展水平上也开始赶超经济发达国家,其中继电保护技术的发展受到了国内外各领域的广泛关注。电力作为我国国民经济发展中的主要能源之一,国内电力行业在发展中十分重视对继电保护技术的研究,尤其是国内各大电力企业认识到微机继电保护技术先进性的基础上,基于微机继电保护技术的各类继电保护产品开始被广泛应用于电力系统中,尤其是电力系统线路的继电保护技术已经处于世界领先水平。为此,就微机继电保护技术来说已经成为我国继电保护技术体系中的核心技术之一,该技术在应用中不仅可以实现电力系统自我检测功能,在逻辑处理能力、数值计算能力以及记忆能力等方面,均远远高于传统晶体管继电保护技术的数倍之多,微型计算机技术应用于继电保护产品中已经成为国内外继电保护技术的一个主流趋势,其对提高继电保护系统在运行中的计算效率和自动化水平有着十分重要的意义,所以微机继电保护技术在当前依旧被作为国内外继电保护技术的核心领域。
4.继电保护技术的发展趋势
随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展,出现了一些引人注目的新趋势。在新时期,继电保护技术的发展趋势是向网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
4.1电力系统继电保护的智能化
电力系统继电保护近年来随着社会的高速发展经济的进步有了进一步的提高,社会的进步使计算机的使用越来越普遍,现在许多的产品都离不开智能化的设备,如智能化手机、智能化汽车等,所以,相应的电力系统继电保护也离不开智能化,智能化使电力系统继电保护更加高端化,也使使用者更加方便,效果也更加明显,更加有效率,总之,电力系统继电保护的智能化使电力系统继电保护进入了一个全新的阶段,开辟了新的道路,使电力系统继电保护发展的更加久远,同时也拥有了更加广阔的发展空间。
4.2计算机化
随着微机保护硬件的不断发展,微机线路的保护硬件已经历了三个发展阶段,从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用,华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分,为基础的32位微机保护。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护,控制装置和调度联风以共享全系统数据,停息和网络资源的能力,高级语言编程等。
4.3继电保护技术的网络化
继电保护技术的网络化在实际上是一种新型的继电保护技术,具体表现为我国电信行业基本完成了3G移动网络的全覆盖,在未来几年,将相继完成4G无移动网络全覆盖和5G移动高速网络的试运营,这些都将我国电力系统的继电保护技术网络化的硬件基础。继电保护系统在运营中的网络保护有着十分重要的作用,只有进一步提高继电保护系统网络的信息共享能力和总体保护力度,才能在提高继电保护系统自身保护效率和控制效率的基础上,提高整个电力系统在运行中的安全性、稳定性,对实现整个电力系统中继电保护系统的实时监测和控制有着重要意义。
4.4保护、测量、控制、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。
5.结束语
目前,结合计算机技术和电力系统继电保护,电力系统继电保护已进入一个新时代,而电力系统继电保护原理和计算机技术还不够成熟,目前相对不稳定,但不可否定的是电力系统继电保护的发展前景是明朗的是光明的,在未来,电力系统继电保护将打开一个新的篇章,总之,电力系统继电保护在计算机的应用下将会迎来一个崭新的未来。
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