智能電力系統繼電保護工作探析論文

隨着我國電力技術的快速發展，電力環境也發生着日益的改變。智能電網的獨特性不僅表現在具有安全性、自愈性和經濟性，還表現在兼容性、交互性以及高效穩定性等，已經得到了全世界的廣泛應用和推廣。一旦電力系統遇到故障或者危及安全運行的異常工況時，電力系統繼電保護不僅能夠快速的、有選擇性的做出自動化反事故決策，而且也已經成為一種最安全、最有效的保障電網安全運行的非常重要的技術手段。伴隨着電力系統的要求越來越高，其相應的電力系統繼電保護工作也有相應的提高，而且實踐技術也在不斷的發展變化。

1、基於智能電網環境下的繼電保護所具有的意義

目前，隨着我國經濟的爆炸性發展，對各行各業的發展變化產生很大的影響，尤其是對電力的需求也呈逐漸上漲的趨勢，更加引起關注的是，一些經濟發達，人口密集的地區已經出來了供電危機狀況，這在一定程度上帶給供電企業很大的壓力。着力加強智能電網的建設和維護力度，是企業解決電力供電比較緊張的局面。作為電力系統非常重要的防禦手段，繼電保護技術就是確保繼電保護技術的使用目的，就是確保電網運行的穩定性、安全性。在電網面臨故障狀況時，首先，繼電保護裝置會自動開啟相應的切除故障設備，停止故障運行，與此同時，設備裝置會進行故障報警，提示相關工作人員到現場進行及時檢測，發現問題、解決問題，恢復電網的正常運行，保證電網的繼電保護正常使用。繼電保護裝置不僅有效降低了企業電網故障所遭受的經濟損失，而且也在最大程度上保障了電網的可靠、安全供電。因此基於智能電網背景下，繼電保護的意義非常重大，理應受到企業的特別關注。

2、智能電網的系統組成

電網技術體系、電網基礎體系、電網規範體系以及智能服務等四各個體系，是智能電網的重要系統組成部分。具有先進的控制、通信、信息的電網技術體系，旨在為智能電網提供可靠的技術支撐，達到電網的智能化作用。電網基礎體系是確保智能電網安全可靠的物質載體基礎。建設智能電網的'一個重要的制度保障，電網規範體系包括技術和管理兩方面的各項規範、標準、各項指標的認證和評估體系。智能服務體系的主要作用就是保障智能電網的高效、經濟運行，達到實現社會能源與資源的最大化效用，努力為用户提供增值和智能服務。

3、繼電保護的重點研究內容

繼電保護的目的是確保電網的可靠、安全、高效的有效運行，基於智能電網的背景，對繼電保護不斷的進行變革已經是一種不可阻擋的發展趨勢。單元件保護是繼電保護要重點研究的內容。

變壓器、發動機和交直流線路是單元件保護的主要組成部分，其作用是新原理算法的研究和對傳統元件的保護改良。首先，變壓器保護方面，它的一個焦點仍然是勵磁湧流識別，由於勵磁湧流具有的四個方面的特徵，包括隨機性、非線性、多樣性和混淆性等，目前並非是完美解決方案中最好的一個，因此分析計算和保護新原理仍然是變壓器內部故障要關注的重點。其次，發電機保護方面，其中內部短路和匝間短路保護是必須要引起重點關注的，另外需要進一步精確化的三個方面分別是整定計算、保護方案設計、靈敏度校驗；過激磁、反時限過流等在後備保護中的判斷需要和實際機組要承受的能力應該相匹配；加強定、轉子一點接地保護的可靠性；對超大容量機組保護運行、失步保護和電網保護的有效配合以及失磁的特殊性等方面應加強深入的探索。再者，交流線路保護方面，距離保護易受高阻接地影響，躲過負荷能力比較弱，系統振盪一旦發生短路時就會應付不了；如果在同杆並駕雙回線時，較為受到跨線故障和零序互感以及電氣量的使用範圍等因素的制約，故障測距誤差大和選相失敗的問題比較容易出現。

4、繼電保護面臨的挑戰和機遇

針對電網安全運行雖然繼電保護成為了第一道防線，但是在智能電網的高速發展過程中，也面臨着一些挑戰和機遇。

4.1 繼電保護所面臨的挑戰

（1）隨着特高壓電網在智能電網中的重要作用越來越高，一旦出現故障時，特高壓電網產生的諧波分量特別大，暫態過程也較為明顯，非週期分量會隨之衰減緩慢，嚴重阻礙保護工作的快速性和可靠性；另外，電壓互感器、電流在暫態下的轉變特性也會變得更差，故障狀態轉換時，較易出現誤動作保護。

（2）超特高壓的分佈長線路電容會一定程度的破壞參數模型構成的保護以及電流差動保護。

（3）同塔雙回或多回線路的跨線故障以及互感和線路參數不平衡會對保護造成影響。

4.2 繼電保護在智能電網的建設中面臨的機遇

基於智能電網的背景下，新型繼電保護方面的研究又增加了一些有利發展平台。具體表現在兩個方面：一是在信息採集上，實時動態檢測系統自從 1996 年開始被繼電保護所採用，此外，據有關數據統計，同步相量測量單位和廣域測量系統，已經被大部分的變電站使用，其中包括所有的 500kV 變電站及大部分 220kV 的變電站，並且已構成相當程度的規模。其中廣域測量系統和同步相量測量單元，一方面實現了廣域電網的同步在線測量，另一方面也實現了基於同步信息的繼電保護。二是在信息通信方面。截止到現在為止，我國電力通信專網具有分層分級自愈環網的特點，主要的應用介質是光纖，其中電網 220kV 的光纖覆蓋率為 99.2%,500kV 及以上的覆蓋率達到了 100%,110kV 覆蓋率為 93%.目前已經達到一次設備的數字化、二次裝置的網絡化，實現了全站統一的標準平台，主要歸功於 IEC61850 標準的數字化變電站，更好地滿足了信息共享的便捷性、簡單的操作性。完全具備了信息通信要滿足的實時、高速、可靠的各項條件。

參考文獻

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