劉 雁

青海省電力設(shè)計院新能源處，青海西寧 810008

隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對電力需求量越來越大。電力系統(tǒng)比較復(fù)雜，主要包括四個環(huán)節(jié)，即電力產(chǎn)生環(huán)節(jié)、輸送環(huán)節(jié)、分配環(huán)節(jié)與用電環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)在近年來愈加成熟，在電力系統(tǒng)中的地位也越來越突出。無論是企業(yè)供電還是電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，均離不開繼電保護(hù)裝置。近年來，由于發(fā)電機(jī)容量、用電設(shè)備及家電類型越來越多，大大增加了電力系統(tǒng)的工作電流及短路電流。在這種情況下，要想確保電氣設(shè)備運(yùn)行安全，及時發(fā)現(xiàn)短路故障，必須重視繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用。文章介紹了繼電保護(hù)裝置的工作原理、安全標(biāo)準(zhǔn)及使用條件，并針對繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行具體分析。

1 繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用概述

1.1 繼電保護(hù)裝置的工作原理

在電力系統(tǒng)中進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的設(shè)置，一方面是為了保護(hù)電力系統(tǒng)，確保其運(yùn)行正常；另一方面則是為了及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行時出現(xiàn)的故障，并采取有效措施進(jìn)行解決。近年來，繼電保護(hù)自動化技術(shù)有了很大發(fā)展，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能夠及時找出故障發(fā)生區(qū)域，并自動采取跳閘、報警等措施進(jìn)行解決。在有必要的情況下，新型繼電保護(hù)裝置能夠隔斷故障部分與正常部分，防止損失擴(kuò)大。此外，自動化繼電保護(hù)裝置還能直接解決簡單故障，減少人員工作量。線圈、觸點、引腳和銜鐵等是繼電保護(hù)裝置的主要組成，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，該裝置可利用傳感器實現(xiàn)配電、發(fā)電等功能，實時監(jiān)控電氣設(shè)備。不僅如此，自動化繼電保護(hù)裝置與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)Ω黝惐O(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集、整理，利用監(jiān)控系統(tǒng)分析被保護(hù)對象的電氣信息、關(guān)聯(lián)節(jié)點運(yùn)行信息等，在此基礎(chǔ)上作出科學(xué)決策，從而動態(tài)調(diào)整繼電保護(hù)裝置的保護(hù)定值，充分發(fā)揮該裝置針對不同情況的保護(hù)功能[2]。

1.2 繼電保護(hù)裝置的安全標(biāo)準(zhǔn)

考慮到安全性能，繼電保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)滿足下列標(biāo)準(zhǔn)：第一，在預(yù)定環(huán)境條件不變的情況下，能夠有效抵御外部非機(jī)械性影響，不會對設(shè)備安全、人員安全造成威脅；第二，在預(yù)定過載條件不變的情況下，不會對設(shè)備與人員安全造成威脅；第三，當(dāng)過載條件在預(yù)期范圍內(nèi)時，不會對設(shè)備與人員安全造成威脅；第四，針對因人體直接或者間接觸電導(dǎo)致的安全事故，該裝置具備相應(yīng)的防護(hù)措施；第五，不會產(chǎn)生電弧、輻射以及高溫等，導(dǎo)致人身安全受到危害；第六，針對各類可預(yù)見狀況，該裝置的絕緣性能符合規(guī)范要求；第七，一旦出現(xiàn)其他影響設(shè)備及人身安全的危害性要素，該裝置能夠采取相應(yīng)的保護(hù)部措施；第八，電氣設(shè)備在機(jī)械安全、電擊防護(hù)、防火性能、可燃性以及基本安全性能等方面滿足規(guī)范要求，以此確保繼電保護(hù)裝置運(yùn)行正常，能夠充分發(fā)揮其保護(hù)功能，不會對電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)造成影響[3]。

1.3 繼電保護(hù)裝置的使用條件

第一，繼電保護(hù)裝置必須具備可靠性。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，不能出現(xiàn)拒動、誤動等異常狀況，回路接點以及繼電器接線應(yīng)當(dāng)簡潔明確，功能有效；第二，繼電保護(hù)裝置必須具備靈敏性。在電力系統(tǒng)上應(yīng)用繼電保護(hù)裝置，一旦受保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)各種故障問題或者運(yùn)行不正常的情況，繼電保護(hù)裝置應(yīng)做到反映靈敏，便于技術(shù)人員在第一時間找出故障發(fā)生的范圍，并采取針對性措施進(jìn)行解決，防止故障擴(kuò)大帶來更多危害；第三，繼電保護(hù)裝置必須具備快速性。一方面，繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能縮短故障排除時間，確保系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。另一方面，繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能減少故障設(shè)備的損壞，保證正常設(shè)備盡快啟動、運(yùn)轉(zhuǎn)，防止局部故障引發(fā)全面故障，影響人們的正常生活和企業(yè)生產(chǎn)；第四，繼電保護(hù)裝置必須具備選擇性。當(dāng)故障發(fā)生時，對于距離故障點最近的斷路器或者開關(guān)，繼電保護(hù)裝置能夠有目標(biāo)、有選擇的進(jìn)行切斷，確保故障切除區(qū)間達(dá)到最小，以免對系統(tǒng)正常部分的運(yùn)行造成影響。在選擇繼電保護(hù)裝置時，既要考慮其運(yùn)行條件，又要做好日常維護(hù)、檢修工作，以免設(shè)備功能受到影響。

1.4 繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展歷程

繼電保護(hù)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在保護(hù)功能上，當(dāng)受保護(hù)系統(tǒng)的電器元件、電路等出現(xiàn)故障問題時，該系統(tǒng)內(nèi)部的額定保護(hù)裝置可以依靠設(shè)定程序，對故障部位采取相應(yīng)的既定操作，包括短路、跳閘等，切斷故障元件或線路，并及時向管理人員發(fā)出通知，以免電器元件損壞過大，從而有效保障電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行安全，確保電網(wǎng)始終處于正常工作狀態(tài)，防止因部分電器元件或線路損壞而帶來大面積故障問題。近年來，繼電保護(hù)系統(tǒng)逐漸由單一的電流保護(hù)過渡至復(fù)雜的高頻保護(hù)、距離保護(hù)，其發(fā)展基礎(chǔ)是繼電保護(hù)裝置電器元件技術(shù)，發(fā)展歷程主要包括電磁型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型這四個階段，傳統(tǒng)的電磁型保護(hù)裝置存在很大缺陷，例如，靈敏度不高、反映不靈敏、抗震性能較差、易磨損等，晶體管型繼電保護(hù)裝置能夠有效解決以上問題，但是該裝置在抗干擾性能、質(zhì)量穩(wěn)定性、判斷等方面仍存在不足。相信隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)也將越來越完善。

2 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的影響分析

2.1 可靠性是繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的基礎(chǔ)和前提

要想切實保障繼電保護(hù)裝置的可靠性，必須做到設(shè)備配置合理、質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、管理有效。繼電保護(hù)裝置具備以下任務(wù)：首先，將電力系統(tǒng)中的故障元件或線路快速、自動、有選擇性地切除，以免元件或線路損壞擴(kuò)大，確保其他正常部分的運(yùn)行不受影響；其次，將電氣元件的故障狀態(tài)及時反映出來，根據(jù)其運(yùn)行與維護(hù)要求發(fā)展調(diào)整、減負(fù)荷等要求，通常在這種狀態(tài)下無需進(jìn)行迅速保護(hù)動作，只要結(jié)合元件或線路損壞程度進(jìn)行必要的延時即可，防止出現(xiàn)誤動作。

2.2 繼電保護(hù)促進(jìn)電力管理智能化發(fā)展

智能化管理模式在現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理中的應(yīng)用越來越普遍。這不僅能有效改善管理資源浪費(fèi)現(xiàn)象，而且有利于各種智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。基于這種技術(shù)背景，繼電保護(hù)系統(tǒng)也逐漸向著人工智能化方向發(fā)展，保護(hù)裝置設(shè)計的合理性、科學(xué)性均有較大提升。因此，繼電保護(hù)自動化技術(shù)已經(jīng)成為繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢?，F(xiàn)階段，模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）被越來越多地應(yīng)用于大型城市的供電公司中，以此保護(hù)電力系統(tǒng)，同時促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的自動化、智能化發(fā)展。調(diào)查研究顯示，在電力輸送過程中，短路故障類型多達(dá)幾十種，如果采用人工排除的方法，排除時間不會低于12h。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)系統(tǒng)，能夠?qū)?shù)據(jù)樣本進(jìn)行采集，在此基礎(chǔ)上準(zhǔn)確檢測電力故障，故障排除時間可縮短至0.5h以內(nèi)，維修時間也相應(yīng)縮短。再加上計算機(jī)系統(tǒng)的輔助功能，電力輸送效率能夠得到有效提升，對于我國電力事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)促進(jìn)電力管理網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展的主要依托。繼電保護(hù)技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了對電力故障的直觀性、可操作檢查，有效滿足了繼電保護(hù)技術(shù)的開放性要求。維護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全是繼電保護(hù)裝置的基本功能，利用數(shù)據(jù)模擬生成系統(tǒng)能夠更好地實現(xiàn)這項功能，此外，計算機(jī)技術(shù)還可對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，對故障發(fā)展原因進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

2.4 繼電保護(hù)系統(tǒng)促進(jìn)電力管理計算機(jī)化發(fā)展

近年來，計算機(jī)技術(shù)水平有了顯著提升，電力保護(hù)相關(guān)軟硬件不斷升級，推動了電力系統(tǒng)的完善與發(fā)展。繼電保護(hù)系統(tǒng)不僅具備基礎(chǔ)性保護(hù)功能，還具備故障信息存儲功能，數(shù)據(jù)處理速度及通訊能力均有較大提升。不僅如此，繼電保護(hù)系統(tǒng)還能與控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了電力管理的計算機(jī)化發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了電力事業(yè)發(fā)展。在電力系統(tǒng)內(nèi)部，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著不可替代的作用，該裝置既能有效保護(hù)電網(wǎng)正常運(yùn)行，又能及時發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確判定故障元件、線路等，在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決，確保電力系統(tǒng)無故障運(yùn)行，實現(xiàn)了供電可靠性的有效提升。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)也越來越完善，在電力系統(tǒng)管理中合理應(yīng)用該項技術(shù)，不僅能有效縮短故障排除時間，還能減少人員工作量，大大提高供電效率，滿足人們?nèi)粘Ｉ罴吧鐣a(chǎn)需求，推動社會經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。