论我国电力系统继电保护的发展现状与对策
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摘 要:电力系统继电保护在新的形式是面临新的发展机遇与挑战,如何使我国的电力系统走上良性循环,更好的实现我们的可持续发展的社会,不能不重视继电保护的发展现状,为此在分析继电保护概念任务及原理的基础上,对我国继电保护的发展现状做出考察研究,并提出相应的对策。
关键词:电力系统;继电保护;发展现状;发展对策
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)08-0038-02
1 继电保护的概述
(1)继电保护的概念:继电保护能够保证电力系统的可靠性,并最大限度的使可靠性与经济性相协调,所谓可靠性就是由于城市及农村电网的配电系统覆盖面广,运行的环境又相对复杂,加之各种天灾人祸的影响,往往会导致电气故障的发生,这个时候继电保护就要出来英雄施救,发挥他的可靠,电力系统发生故障往往会造成一定的经济影响,继电保护就是最大限度的来消除这种影响。继电保护的概念必须具体到继电保护装置,所谓继电保护装置就是指一种保护电力系统的措施和装备,也就是当电力系统的电力元件诸如发电机、线路等或电力系统本身发生了故障,继电保护装置能够及时的控制断路,发出跳闸命令,最终达到规避危险的目的。
(2)继电保护的原理:继电保护要求当电力系统的某一处电气设备出现故障而不能正常工作时,继电保护装置能够发挥作用,及时的并且有选择性地把故障设备从系统中除掉,以保障电力系统安全稳定的运行,这种保护装置所根据的原理是:
①反映电气量保护。例如在电流增大时进行保护,或者电压降低时构成低电压保护,或者当电流与电压的相位角发生变化进行方向保护,或者对电流与电压所构成的比值进行保护等。
②反映非气量保护。如当温度、压力、流量等发生变化时可以构成电力变压器的瓦斯保护温度保护等。继电保护就犹如一个具有在线开环的自动控制装置,能够根据该控制装置所发出的信号,进行模拟型和数字型的继电保护判断。根据判断的结果做出跳闸或发信号这样的继电保护行为。
(3)继电保护的任务:保护电力系统的安全稳定,当电力系统的电力元件发生故障时,继电保护装置应该及时的发出信号,准确及时的脱离故障元件,以最近性原则发出命令,保护系统安全;保护电气设备,继电保护应及时准确的反映电气设备的不正常的工作情况,并对设备运行过程中的维护条件的不同发出信号,使值班人员能够迅速及时的对问题做出处理。或者自动装置能够完成自行调整。
2 继电保护的发展现状及趋势
我国继电保护的发展也经历了一个持续的不断发展完善的过程,建国初期我国的继电保护装置基本上依赖进口。如500kv的晶体管方向的高频保护和晶体管高频闭锁距离保护。直到天津大学与南京电力自动化设备厂进行合作才结束了继电保护装置依赖进口的历史。并将运行于葛洲坝继电保护线路上。集成电路保护于20世纪70年代进行研究,20世纪80年代集成电路保护研究基本完成。但到20世纪90年代我国仍旧处于集成电路的研究、运用的状态中,这在继电保护的历史上被称之为集成电路的时代。但是世纪之交的时代是信息化的时代,是高科技的时代,所以继电保护的发展发生了巨大变化,即进入了微机保护时代。微机继电保护是指以数字式计算机为基础而构成的继电保护。现已广泛的应用于电力、石化、铁路、甚至民用建筑等。
2.1 继电保护发展过程中遇到的一些问题
(1)继电保护调度人员交接班不清或疏漏交待的已操作项。不熟悉设备的性能,发生异常现象时不能冷静的进行处理。对保护现象不能做出准确的判断。
(2)保护人员在继电保护的过程中呈现出责任心差、安全意识淡薄,缺少专业的培训,不具备安装调试和事故处理的能力。在校验过程中出现校验项目不全、不准确的现象,致使留下事故隐患。
(3)运行人员在操作中也有一些人为的失误,如由于缺少培训,或多新的技术操作缺少了解,致使在继电保护过程中出现处理事故中的误动保护,或对运行经验不足,造成不必要的经济损失。
(4)继电保护装置存在的质量问题,如个别保护插件制造的质量不良或保护装置功能不完善等。
2.2 继电保护发展的现状及其未来的发展趋势
目前微机保护装置的发展已有二十多年的历史了,由不成熟逐渐走向了成熟,微机保护较之刚刚起步之时具备了以下诸多性能:更趋自动化和智能化;设备管理和事件的记录功能大幅度提高;值得注意的是最近发展的人工神经网络保护装置。所谓人工神经网络就是通过一种监控学习技巧,能够对真是输出和希望值之间的差别做出比较,进而调整网络路径的权值,目的是能够使下一次的相同输入的情况下,是网络跟接近于希望值。较之以前人工神经网络的继电保护的发展具有更好的性能,它可以对更为复杂的模式、更为复杂的因果关系以及非线性的、模糊的、动态的和平稳的状态做出更为准确的判别。能够以数值的、联想的、自组织的、仿生的方式做出判别的是ANN即神经网络系统,能够进行启发性认知的是ES即专家系统。神经网络系统能够应用与网调、省调试验室内进行学习。或者能够做出一些波形间断的变电站的高频保护。其不足之处是神经网络的硬件芯片很昂贵,在资金有限的情况下无法将其投入使用。此外此项技术在现有的科技水平下还发展的不够成熟,如神经网络的并行处理和信息分布存储机制还不十分清楚,如何选择的网络结构还没有充分的理论依据但这应该是继电保护在今后发展的一个趋势。总而言之计算机的发展趋势趋向于:计算机化、网络化、智能化、综合自动化。在此笔者重点谈一谈继电网络化、智能化、自适应性这几点。
(1)继电保护技术的网络化发展趋势。
随着信息化时代的到来,网络技术成为继电保护的一大发展趋势,继电保护的主要功能在于维护电力系统的安全稳定,而网络技术的介入使的继电技术的可操作检查的直观空间范围扩大,计算机网络能够通过数据的采集分析和模拟,综和和准确的分析出各种故障。并能够分析出缘由,为继电保护人员提供可靠的保障。使得继电保护人员能够及时的修理电力系统出现的故障。
(2)继电保护技术的智能化发展趋势。
目前电力系统的管理已经趋向与智能化管理,作为电力系统中的一员,继电保护也不例外,如我国的一些大城市已经采用了模拟人工神经网络来进行继电保护,在输电的过程中会出现几十种短路的现象,靠人工的智力难以实现排除,而用神经网络的发法排除则准确而又迅速,因此神经网络排除法能够大大的提高电力运输的效率。
(3)继电保护的自适应性发展趋势。
继电保护的自适应技术今年来逐渐被推广,它具有多适应性的特点,所以能够对适应多种故障的检测;具有保护作用,能够自动的延长保护时间,从而延长了电气设备的使用寿命,完成了继电保护装置本有的使命;减少了人工操作,提高了工作效率,也提高了经济效益。这种自适应技术能够发挥继电保护的真正保护功能,使继电保护装置完成自己既定的历史使命。因此这也是继电保护的发展趋势的一个方面。
3 如何发展我国电力系统的继电保护
继电保护对于维护电力系统和电气设备有着不可替代的作用,如何在新的历史时期发展好继电保护以确保我国电力系统的安全稳定,确保经济的快速持续的发展是我们电力系统工作人员的重要职责。对此我提出以下几点对策:
(1)上文中提到继电保护在发展过程中会遭遇技术上的障碍,如何克服技术上的障碍,不仅是我们面临的难题,也是世界各国面临的难题,我们知道,继电保护已经向智能化、网络化、自适应性的方向发展,所以急需要一批高素质的科技人才投入到我国的电力事业。因此电力保护系统应该适时的对从事继电保护的工作人员提供学习和深造的机会,提高他们的技术水平,集体克服继电保护中的技术障碍。
(2)避免继电保护的误动动作的发生,继电保护误动动作发生会引起负荷供电的中断,更为甚者会造成系统稳定的破坏,致使给电力系统造成巨大的损失。如2004年5月25日,鹤岗矿业集团富力变电发生以起继电保护装置的误动动作事故,给鹤岗矿业集团造成了重大损失。这样的误动现象是怎么发生的呢,经过调查发现改误动现象的发生与维护工作有关系:如该厂房的卫生条件差,漏风又漏雨,无法关严门窗,此外工作人员没有进行及时的检修维护和保养。总之是自然环境的原因和一些人为因素。对此我们电力系统的人员应该提高警惕,使得继电保护装置能够正确的拒动,以此消除故障。
(3)加强继电保护的管理系统。抓好继电保护地方验收工作,严格自检、专业验收。严格继电保护装置及其二次回路的巡查检查设备,一边及时发现隐患。提高继电保护的运行操作技术。提高继电保护人员的专业素质和道德素质避免一些人为的祸端。继电保护的管理系统除了存在一些人为的管理方面的问题之外。还存在计算机继电保护的内在管理系统,也就是继电保护管理的本质内涵。随着电子计算机的日新月异的变化,继电保护管理的平台最终是通过网络化管理来实现的,所以必须建立继电保护管理系统的技术路线。可以采用一个WEB这样的应用程序,建立一个具有网页状态的小客户端和大容量的服务器管理系统软件,来进行网络化的继电保护管理,网络系统的继电管理能够对定值整定、压板调整、故障修复、设备检修等方面进行自动化解决,对于相关的工作人员仅需要考虑如何协调好这些工作就可以了,实现了工作人员的零距离工作,这样大大提高了继电保护的效率,对与电力系统的安全稳定具有重大的意义。
(4)加速培养一批优秀的具有微机继电保护技术的相关人才,深入研讨微机继电保护中存在的问题。继电保护装置的发展先后有熔断器、电磁型继电保护装置、电子型静态继电器、数字式继电保护。科学技术的发展迅速,继电保护装置的更新也日新月异,诸如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等技术相继出现。继电保护的事故种类也程现出复杂化的态势,事故种类有:定值问题即整定计算机的误差,人为整定错误,装置漂移错误,元件老化与损坏等;TA的饱和问题;插件绝缘问题;高频收发信机问题;微机继电保护故障的发生简单的固然好处理,但涉及到复杂的问题就牵扯到了高技术的问题,这就需要微机继电保护人员具有过硬的技术业务。比如能够对一些难度比较高的技术资料具有阅读能力和理解能力;掌握常规检查方法之外的非常规方法,微机继电保护在出现故障时,有些问题可能比较隐蔽,需要借助于具有逆向思维特点的非常规办法进行处理;微机继电保护的普通人员必须谙熟微机原理和知识,以保证能够迅速的分析出事故的原因及发生故障的部位。因此对于微机继电保护人员,必须加大电子技术知识的学习,作为继电保护部门的领导也应该拨出专款对员工进行培训。
(5)做好继电保护装置的维护。河北滦平县出现的继电保护的误动现象,就与继电保护装置维护的不够有一定的关系,因此做好继电保护装置的维护工作能够有效的避免一些故障现象的发生,那么如何继电保护装置呢?
①值班人员要定期的对继电保护装置进行巡视和检查,并做好巡视和检查的记录。一旦发现异常现象,就要做出及时的处理,如果有重大的故障,要及时向上级主管部门汇报。
②继电保护装置害怕灰尘,所以必须做好清扫工作。此外为了防止在清扫工作中误碰运行设备,所以清扫工作不能一个人进行。
③要对继电保护进行定期的查评,查评内容如二次设备的各个元件的标志、名称是否齐全;开关按钮的动作是否灵活;控制室的光字牌、红绿指示灯泡是否完好;盘柜上的表计、继电器急接线端子的螺钉是否松动;电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;配线是否整齐,固定卡子有无脱落;断路器的操作机构是否正常。
参考文献
[1]陈德树.计算机继电保护原理与技术[M].北京:中国电力出版社,1992.