浅析电力系统继电保护自动化的发展

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摘要 目前,电力自动化系统发展迅速,继电保护技术也要跟上电力系统自动化发展的需要,从国际国内发展形势来看,继电保护装置发懂的未来趋势,依然是集成计算机、网络、智能与保护、控制、测量等一体化,并实现实时数据传输。本文主要讨论了电力自动化系统发展方向,有利于我国开展高水平电力自动化系统研究项目。

关键词 电力自动化;计算机化;网络化;一体化;智能化

中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)22-0116-02

电力自动化系统(英文名称:automation of power systems),也称电力系统自动化,是电力系统一直以来力求的发展方向,包括:发电控制的自动化(AGC已经实现,尚需发展),电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化等),配电自动化(DAS已经实现,尚待发展)。

电力自动化系统的发展在很大程度上受继电保护装置技术的制约,也就是说继电保护装置的发展方向即代表了电力监控系统的发展方向。本文简单介绍继电保护技术的发展方向[1,2]。

继电保护(英文名称:relay protection),指对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,对运行中电力系统的设备和线路,在一定范围内经常监测有无发生异常或事故情况,从而发出报警信号,并能发出跳闸命令或信号的自动装置,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。

1 继电保护技术的发展历程和现状

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。20世纪以来,伴随电力系统的不断发展和继电器在电力自动化保护中的突出作用,继电保护技术逐渐发展。最初应用于生产的的继电保护装置就是熔断器。

从20世纪50年代到90年代末,在40余年的时间里,继电保护完成了发展的4个阶段,即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置,到集成电路继电保护装置,再到微机继电保护装置。

伴随科学技术的发展,特别是计算机科学技术广泛应用于各行各业,并在生产中逐步形成生产力,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。

随着电力系统扩容、增容,仅靠简单的熔断等断电保护已远远不能适应发展。

一旦系统出现故障,庞大的电力系统已不再简单需要何时恢复、如何恢复的问题,而是需要数据来支持后续的诸如改进、协调等方面的问题了。基于此,继电保护技术又从保护向预测、防范的研究领域发展。

2 继电保护装置

继电保护装置是保障电网可靠运行的重要组成部分,一般由感受元件、比较元件和执行元件组成。继电保护装置必须具备以下4项基本性能:

1)灵敏性

灵敏性表示保护范围内发生故障或不正常运行状态时,继电保护装置的反应能力,通常以灵敏系数反应出来。确保设备在使用过程中有必要的灵敏度来支持整个系统的安全可靠。

2)可靠性

在规定的保护范围内发生了属于其应该动作的故障时,保护装置不应拒动作。而在任何不属于其应该动作的情况下,保护装置不应该误动作。

3)快速性

为防止故障扩大,减轻其危害程度,加快系统电压的恢复,提高电力系统运行的稳定性,在系统发生故障时,保护装置应尽快动作,切除故障。

4)选择性

为保证最大限度地向无故障部分继续供电,在设计和运行时都必须要在可能的最小区间切除故障,即首先由距故障点最近的断路器动作切除故障线路,尽量减小停电范围,保证系统中无故障部分仍能正常运行。

3 继电保护自动化发展展望

继电保护自动化主要发展方向就是当电力系统故障或者危及安全运行的异常情况出现时,能有更可靠和更智能化的技术手段来保证线路和电网的安全运行。一旦当电力系统发生故障或异常情况时,保护装置能在尽可能短的时间和尽可能小的范围内自动响应,可根据设计表现为自动断电或者及时报警,并将故障或者异常现象通过某种告知工作人员,出现异常的范围、地点,甚至有可能的话,能够提供处理异常的方法和手段,以减轻或避免设备的损坏,保证电网安全运行。

1)计算机化技术

在生产中,继电保护装置要实现智能化,除了要实现电路的基本保护功能,还应该有智能化,这就要求系统必须要有海量的参考信息,包括运行正常时的各种参数、运行故障时的各种参数,还应该有安全的数据保存空间和相应的计算处理能力,这就要求在继电保护装备中要加装计算机处理系统,并且要配置相等的计算能力。目前,计算机技术发展非常成熟,已实现机体小型化、运行高速化、储存海量化,因此,批量生产用于工业用的专业计算机技术应用于继电保护,时机已经非常成熟。

2)网络化技术

对于单个继电保护装置而言,简单的保护已不能适应电网大规模发展需要。继电保护技术要能得到长足发展,必须建行网络系统,一方面是系统得到的故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。另一方面,海量的参数也要多台电脑收集才可能完成。因此,只有实现继电保护装置的计算机进行联网运行,才能满足大电网的运行。

3)一体化技术

一体化技术说到底,就是实现继电保护装置在数据处理上的一体进程,始终把单一的继电保护装置作为整个电网运行系统的一个终端设备,它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数掘,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。

4 结论

电力自动化系统也称为电力监控系统。其主要目标是采用技术手段来监视电网的各种运行状态参数、测量参数、保护装置动作信息,控制各种开关设备,调整设备的运行工况,即实现所谓的“四遥”(即:遥测、遥信、遥控、遥调)。以提高电网运行的经济一胜、安全性。本文主要讨论了电力自动化系统发展方向,有利于我国电力系统自动化程度水平提高。

参考文献

[1]李强.继电保护及自动化设备行业统计分析[J].电器工 业,2009,2:52-53.

[2]薛振华.论电力自动化系统数据采集信道[J].中国科技博 览,2009(34):126.