继电保护与继电保护发展趋势之我见

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  摘要:本文论述了什么是继电保护,在电力系统中继电保护发挥怎样的功能。分析了继电保护中的常见故障,阐述了如何处理故障的方法。展望了继电保护的未来发展道路。
  关键词:继电保护;继电保护故障;处理方法;发展趋势
  前言:我国社会主义经济的不断发展和壮大,电力在国民经济中发挥着越来越重要的基础性作用。在人们的正常生产生活中,对电力的稳定性和可靠性提出了更高的要求,继电保护则在电力生产中起着关键性作用。伴随电力技术、计算机技术和信息技术的高速发展,继电保护的计算机化、信息一体化和人工智能化得到更进一步的发展,同时,越来越多的新理念、新材料在继电保护中得到应用,因此在电力生产中对继电保护人员提出了更高的要求,我们应不断学习探索提高供电的稳定性和可靠性,确保电网的安全平稳。
  一、什么是继电保护
  继电保护是指对在电力系统中运行的设备和线路的长期化监测,当设备出现故障或发生异常情况时能够发出跳闸信号的自动化装置,因为主要利用有触点的继电器保护电力系统和元器件不受损害,所以人们称这一装置为继电保护。继电保护的主要作用是:在电力系统出现异常情况和故障时,继电保护系统能够在最短的时间内自动将故障部分从系统中切除,或者提供信号给值班人员由其消除异常情况,以避免设备的损害和对其他地区供电的影响。
  二 、继电保护的作用
  1、继电保护发挥作用的前提条件:继电系统发挥作用是由继电系统自身决定的,继电系统的稳定性和可靠性决定着继电保护的功效,继电保护系统的合理配置,继电保护系统元器件的质量和性能是继电保护发挥作用的关键因素,其次对继电保护系统的管理和维护也是继电保护发挥作用的重要因素。
  2、继电保护的作用:电力系统的安全运行离不开继电保护的帮助,其作用有以下三个方面:首先,保证电力系统的安全平稳运行。在被保护的系统中的元器件发生故障的情况下,元器件的继电保护装置能够迅速准确的发出指令,离故障元器件最近的断路器就会迅速断电,则故障元器件从电力系统中自动断开,这样能够减小对电力系统元器件的损害,同时最大限度保护电网安全运行,避免造成电网大面积的停电。其次,监测电力系统的不正常运行并及时预警。在电网运行中,继电保护系统能随时监测设备中的不正常运行情况并及时报警,而且随着技术的不断发展,继电保护装置能够及时自动地进行调整,甚至能够自动将引起事故的元器件从系统中切除。最后,监控电力系统的正常运行。继电保护装置不但能够对系统中的事故进行反应和处理,而且能够对电力系统的正常运行进行及时全面的监控。
  三、继电保护中的常见故障情况及处理办法
  在继电保护系统中常见的故障主要有:PT二次电压的回路故障;PT开口三角电压回路故障;PT二次失压等。对于这些问题常用的处理方法有以下几种。
  1、替换法:检查人员用无问题的或正常的元件来替换认为或怀疑的有问题的元件来判断它的好坏,这样的方法被称为替换法。替换法常用来查找问题故障缩小检查范围,在处理综合性自动化保护装置的内部故障时常被使用。在一些内部回路较复杂的继电器和微机保护故障中也常用此方法,通常使用附近备用的继电器或插件来替换,如果故障消失,则表明故障在替换下来的元器件之中,否则应继续在其他地方排查。
  2、参照法:参照法就是指将正常和非正常的设配技术指数进行比较的方法,根据参数的不同查出问题设配的故障所在。该办法主要用于检查接线错误和继电器定值校验时。在线路的回路改造与设备的更换后,如果二次接线后仍不能恢复正常,则可以参照同类的设备接线。在进行继电器的定值校验时,如果继电器的测试值与整定值的差距较远时,我们可以使用同一只测试表来测量相同回路的同一类继电器的指数进行比较,以此来判断故障所在。
  3、短接法:短接法是指将回路的某一段或者某一部分用短接线接入为短接的办法。用这样的方法来判断故障是存在于短接线范围之内,还是其他的地方,这样就能缩小故障查找范围提高工作效率。这种方法主要用在电磁锁失灵、切换继电器不工作、判断电流回路开路等故障中。
  4、直观法:直观法就是运用直接观察的方法来判断继电器中的故障的方法。直观法常用来处理无法用仪器直接逐点测试的元器件,当故障发生后,工作人员如果观察到继电器内部有颜色变黄,或者某个元器件、发出浓烈刺鼻的焦味,则能迅速判断故障的位置;如10千伏的开关拒关拒分故障中,当操作命令发出后,能够观察到合闸接触器与跳闸线圈能够发生反应,表明电气回路是正常的,问题存在与机构的内部。
  5、逐项拆除法:逐项拆除法指将并联的二次回路按顺序脱开,然后再逐次放回原回路中,一旦出现故障,就说明故障就存在于哪一路之中,然后在这一路中用同样的方法查找更小更细的分支回路,最终找到故障点。逐项拆除法主要用于查找直流接地和交流电源熔丝放不上等故障。
  四、继电保护的发展趋势
  1、人工智能处理:随着电力工业的发展,继电保护领域根据生物神经元结构,发展了一种新的信息处理方法即人工神经元网络,利用人工神经网络能够实现故障类型的判别。比如在输电线的两侧系统电势角度摆开情况下,发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,在这种情况下,距离保护不能正确作出故障位置的判断因而造成误动或者拒动。如果我们使用神经网络方法,在经过许多故障样本的训练并且样本集中充分考虑了各种不测的情况,当在发生各种故障时都能够正确的判断。另外如遗传算法和进化规划等也都有其特别的解决复杂问题的能力,如果把这些人工智能方法更加充分的结合则可使解决问题的速度更快。因此可以预见在电力系统这个有着大量非线性的庞大的系统来讲,人工智能理论对于电力系统中的继电保护应用具有非常大的潜力,目前已广泛运用到动稳分析、暂态、负荷预报机组最优组合,报警处理和故障诊断,配电网的线损,以及电力系统控制运行等多个方面。
  2、自适应继电保护:自适应继电保护是指根据电力系统运行的方式和故障状态的不同而实时改变保护的性质、特点或定值的新的继电保护方式。这种保护的基本原理是使保护能尽量适应电力系统的不同变化和发展,进一步提高保护的性能与效果。自适应继电保护出现引起了电力行业的极大注意和兴趣,也是微机保护具有强大生命力和不断发展前进的重要内容和方向。自适应继电保护具有许多优点,它能够改善系统的响应速度,增强可靠性稳定性和提高经济效益。在变压器保护、输电线路距离保护、发电机保护、自动重合闸等多个领域内有着广泛的应用空间。人们对自适应保护原理的探索已经走过较长的一段时间,取得了一定的结果,促进了电力系统继电保护的发展,但是要真正实现自适应保护,必须获得大量的系统运行信息与故障信息,同时必须借助计算机网络化才能真正做到继电保护的自动化。
  3、变电站综合性自动化技术:由于计算机技术、网络技术和通信技术的发展,为系统集成和优化组合提供了技术支持,改变了变电站当前监视、控制保护、计量装置和系统的条块分割的状态。高压和超高压变电站正面对一场技术的创新来实现继电保护与综合自动化的紧密结合,以远方终端为单元、微机保护装置为中心,把变电站的控制、信号、测量和计费等回路的不同信息纳入计算机系统,代替传统的控制保护屏,因此能够大大降低变电站的土地使用面积和减少投资,增强二次系统的可靠性和稳定性。
  4、智能化电网:智能化电网具有电力和信息双向流动特征,是一个高度自动化的网络和广泛分布的能量交换网络。因此继电系统的保护发展也取得了长足的进步,利用了大量的新技术如再生能源技术、计算机网络技术等。将来电力系统的继电保护技术将随着智能电力系统的发展而更上新的台阶
  综上所述:随着我国电力行业的发展和科学技术的不断前进,继电保护技术将向微机化,网络化,智能化,一体化方向发展,必将更好的为电力发展服务。
  参考文献:
  [1]陈德树.继电保护运行状况评价方法的探讨[J] .湖北电力,2000
  [2]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨询导报,2007
  作者简介:孙嘉雷(1987-),男,陕西西安人,本科,助理工程师,研究方向:电气工程及其自动化。
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