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摘要:随着我国社会经济的不断发展,电力系统在国民经济的发展中的作用也日益重要,继电保护保护技术的发展也伴随着新技术的出现而得到了新的发展机会。由数字时代跨入信息化时代,发展到综合自动化水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。为了保证电力系统的安全稳定性,继电保护在其中发挥着巨大的作用,本文就对继电保护运行技术的发展前景进行深入的分析。
关键词:继电保护;运行技术;发展;前景
导言
随着电力系统容量日益增大,范围越来越广,仅设置系统各元件的继电保护装置,远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发,进行电气设备继电保护的相关研究。继电保护是保障电网安全稳定运行的第一道防线,继电保护在电网的快速发展中发挥着越来越重要的作用。
1继电保护技术的基本概念
继电保护是指利用电力系统中的元件发生短路或异常情况时的电气量的变化,来构成继电保护动作原理,利用变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等其它物理量,构成瓦斯保护动作原理。继电保护技术作为电力系统的辅助技术使用的,在电力系统正常运行时不会直接发挥作用,但当供电出现问题时,就会发挥出重要的作用。继电保护的两个关键要素是可靠性和经济性之间的协调,可靠性是保证电网健康安全运行的重要基础,经济性是指为继电保护所付出的成本与收益相当。
2继电保护发展现状
近年来,电网规模不断扩大,为了适应电力系统安全稳定运行的要求,继电保护技术也在迅速地发展。同时,计算机技术、网络通信技术也为继电保护技术的发展注入了更新的活力。继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备,满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。选择性、速动性、灵敏性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标,继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段做出了不懈的努力。经过近百年的发展,在继电保护原理完善的同时,构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。从20世纪90年代开始我国继电保护技术已步入了微机保护的时代。
3继电保护的发展阶段
随着电力系统的出现,继电保护技术就相伴而生。由于继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
第一阶段。20世纪50年代,我国工程技术人员通过学习国外先进的继电保护设备和技术,将这些设备的性能和技术进行消化和吸收,建立了一支继电保护队伍,这个队伍对继电保护理论有着深刻的理解,并且有着丰富的经验,创建了我国自主的继电器制造业,这一时代的继电保护主要是机电式为主。
第二阶段。这一阶段从20世纪50年代末开始,它的标志是开始研究晶体管继电保护,晶体管大量应用于继电保护是在20世纪60代到80年之间,晶体管式继电保护得到了蓬勃的发展。标志性的事件是葛洲坝500kV线路应用的晶体管高频闭锁距离保护技术,这种技术是由天津大学与南京电力自动化设备厂合理研究的,该项技术的应用标志着我国告别了500kV线路完全依靠国外进口的状态。
第三阶段。20世纪70年代中期开始,继电保护领域研究基于集成运算放大器的集成保护,到20世纪80年代时我国的集成电路继电保护就已经形成了完整的体系,晶体管式的继电保护也逐渐被取代,这一阶段属于集成电路保护的时代。我国自主研制的集成电路采用高频保护方式进行相电压补偿,并且运用在多条输电线路上。
第四阶段。这一阶段从20世纪90年代开始持续到现在,许多高等院校以及研究院都很重视计算机技术在继电保护方面的应用,并且都研制出了不同原理与样式的微机保护装置。以微机继电保护为主,出现了多种机型的微机保护线路和设备,微机继电保护具有自检查功能、逻辑处理能力强大、存储记忆和数值计算能力,数字信号通信能力较强。
4继电保护技术的发展前景分析
随着计算机技术、电子技术、通信技术的飞速发展,人工智能技术如遗传算法、人工神经网络、模糊逻辑、进化规模等相继在电力系统继电保护的领域研究中应用,电力系统继电保护技术已向计算机化、网络化、智能化、一体化方向不断发展。
4.1计算机化
继电保护系统的不断发展,要求系统除了基本的保护功能以外,由于现在系统的数据量急剧增多,这就需要具有强的数据处理能力,大容量的存储空间以保存大量的故障信息,为了及时传输信息必须具有强大的通信能力,以及与其他系统融合联网的功能,使整个系统的数据和信息实现资源共享。随着计算机技术的进步,计算机的存储、数据处理和通信能力都得到了不同层次的提高,这些都是继电保护计算机化的技术保障。
4.2网络化
系统的数据和信息要实现资源共享就离不开继电保护的网络化,计算机网络和继电保护相互结合可以有效保证数据和信息的共享,从而使电力系统安全、稳定运行。随着对电力系统要求的不断提高,要求每个保护装置的故障信息和数据都能够实现全系统共享,保护装置根据整个系统的故障信息来决定保护装置下一步的动作,从而保护系统的安全。要想实现上述功能,就必须对整个系统主要电气设备的保护装置实现网络化管理,即实现微机保护装置的网络化。当前一些线路已经开始试行网络化,但只是起步阶段,有大量的工作需要继续努力。
4.3智能化
为了使继电保护达到更高的水准,人们将自适应理论、专家控制、人工神经网络、支持向量机、模糊逻辑和蚁群算法等智能算法广泛应用到系统中。如输电线两侧系统电势角度摆开发生渡电阻的短路故障情况就是一个非线性问题,采用传统的距离保护很难判断出故障的位置,如果使用人工神经网络方法,将大量故障数据作为训练的样本,只要选择的样本充分考虑到各种故障情况,就可以实现对任何故障的准确判断。只要将各种智能算法有机地结合在一起,就可以将各种不确定因素对继电保护系统的影响降到最少,提高了保护装置的可靠性。
4.4一体化
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,它可以从网上获得电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它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的任一终端,因此,每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可以完成测量、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。
5结语
当前电网规模不断扩大,电压等级也呈不断提高的趋势,这就对电力系统运行稳定性提出了更高的要求。继电保护装置作为电力系统中重要组成部分,其安全稳定的运行是保障电力系统正常供电的关键所在。因此需要在实际工作中,为继电保护装置的安全运行提供必要的条件,加快新技术在继电保护中的有效运作,从而加快推动继电保护的网络化、智能化发展步伐,更好的保障电力系统安全、可靠的运行。
参考文献:
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