电力系统继电保护技术现状与发展

水利水电工程

CONSTRUCTION

第5卷 第15期2015年5月

电力系统继电保护技术现状与发展

金 达 孙 坚

浙江省送变电工程有限公司 浙江 310000

摘 要:继电保护技术对于电力系统运行的稳定性、安全性及其系统的维护具有重要意义,随着我国电力系统及科技技术的快速发展,电力系统对于继电保护技术的要求也随之越来越高。通过回顾电力系统继电保护技术的发展历程,本文分析了当前电力系统继电保护的现状,并结合计算机技术在继电保护技术方面的应用,提出了继电保护技术的进一步发展趋势,阐述其往网络化、智能化、计算机化、虚拟化、一体化方向的发展情况。

关键词:电力系统;继电保护;技术;现状;发展中图分类号:TM7 一、当前电力系统继电保护现状分析

回顾我国电力系统继电保护装置的使用与发展历程,自1960年代起,晶体管继电保护器初步应用于电力系统的运行之中,随着之后所开发出的集成运算放大器为基础的集成电路保护技术的应用,晶体管继电保护器逐渐为之所替代。1990年后,微机保护继电保护器在电力系统的运行与维护中得到了推广与应用。随着我国社会科技技术的快速发展,加上网络化、科技化、计算机化、自动化等技术的不断推广,现针对电力系统继电保护技术的应用现状进行分析,如下所述。

1、继电保护与先进技术相结合

由于我国的电网系统正处于不断发展与完善的过程之中,加上当前微机化水平的不断发展,电力系统对于继电保护技术具有更高的要求。其中,继电保护技术必须确保各个保护单元可以有效、快速的共享电力系统中的各项系统运行及故障信息、数据,确保各个保护单元在电力系统的运行与维护过程中具备高度协调性。当前,我国的继电保护技术逐步与其他先进技术相结合,包括网络化、计算机化、一体化、虚拟化、智能化技术等方面,促使继电保护技术不断发展与完善。

2、继电保护与微机技术相结合

众所周知,微机技术的数学运算能力与逻辑处理能力、速度是极高的,通过结合其相应的理论知识与数据信息,可以有效的提高继电保护技术的应用效果。因此,近几年来我国逐渐将微机技术与继电保护技术相结合,电力系统中继电保护中的微机化程度越来越高,其效果也是极其显著的。

二、电力系统继电保护技术的发展趋势1、网络化

网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。网络保护的最大好处是数据共享,可实现本来由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外,由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量,所以很容易就可实现母线保护,而不需要另外的母线保护装置。

电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有2种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。

2、智能化

当前,我国的智能化技术发展迅猛,由于电力系统继电保护的控制属于离散型控制技术,继电保护可以有效的对电力系统运行过程中或出现故障时进行快速、全面化的状态评估,以便及时解决故障,从而保障电力系统运行的安全性与正常性,而智能化技术可以有效的提高机械设备求解非线性问题的精确度与速度。因此,现今的继电保护正与人工智能技术相结合,从而保证电力系统运行的高效性与稳定性。

通过将智能化技术与继电保护装置技术相结合,可以实现电力系统运行的高效性,由此可见,电力系统继电保护技术朝智能化方向发展亦是其未来的发展趋势。

3、计算机化

按照著名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18―24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片

文献标识码:A

机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。

我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2―0.3个百分点。

继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。

4、虚拟化

继电保护产品虚拟化,即通过虚拟现实技,由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,给参与者产生各种感官信息,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物,深化概念和建造新的构想和创意。虚拟化创造了新的仪器模式——虚拟仪器,特别适用于现代越来越复杂的测试系统。软件是虚拟仪器的核心,利用计算机、一组软件和极少的必需硬件,就可在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板,使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来实现传统仪器的各种功能操作,并通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和指示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果。因此,随着虚拟技术的不断完善,继电保护虚拟化产品也将是继电保护技术发展的一个趋势。

5、一体化

随着用电环境的复杂化和用户需求的多样化,对电力系统继电保护提出了新的要求。继电保护技术一体化,在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,是继电保护和综合自动化的紧密结合,通过利用计算机网络技术的集成与资源共享,对整个电力系统进行保护。每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且还能将变电过程中传输的数据录入计算机系统,由此可见,继电保护技术一体化是实现保护、控制、测量和数据通信的一体化。

在电力系统继电保护技术的发展过程中,继电保护技术一体化与传统的继电保护相比具有明显的优势,它打破了传统的二次系统对各专业界限的设定和划分,因此是电力系统继电保护未来发展趋势。

三、结束语

综上所述,由于电力系统的不断发展,加上当前我国科技信息技术的发展越来越快,电力继电保护技术将不断创新、发展,从而促使电力系统运行更为安全、稳定、高效。结合我国发展快速的计算机信息科技技术及网络化技术,继电保护技术将逐渐朝一体化方向及虚拟化方向发展,成为电力系统安全运行的保护网,从而有效的保证电力系统在运行过程中执行各项控制、管理、测量与维护等方面的任务,提高电力系统运行的经济效益与社会效益。

参考文献:

[1]王峰.浅析电力继电保护装置问题及防范措施[J].广东科技,2011(14):64.

[2]张东.主设备继电保护在变电站的应用[J].数字技术与应用,2010(11):101-104.

[3]欧阳宏昌.浅谈电气主设备的继电保护技术[J].民营科技,2008(9):83.[4]张东.浅谈继电保护在电力系统中的技术应用[J].数字技术与应用,2010(10):57.

[5]张耀天.电力系统继电保护技术现状与发展研究[J].现代商贸工业,2010(24):11-13.

文章被我刊收录,以上为全文。

此文章编码:2015M 9534

电力系统继电保护技术现状与发展

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

金达, 孙坚

浙江省送变电工程有限公司 浙江 310000城市建设理论研究(电子版)ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu2015(15)

引用本文格式:金达.孙坚 电力系统继电保护技术现状与发展[期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) 2015(15)

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第5卷 第15期2015年5月

电力系统继电保护技术现状与发展

金 达 孙 坚

浙江省送变电工程有限公司 浙江 310000

摘 要:继电保护技术对于电力系统运行的稳定性、安全性及其系统的维护具有重要意义,随着我国电力系统及科技技术的快速发展,电力系统对于继电保护技术的要求也随之越来越高。通过回顾电力系统继电保护技术的发展历程,本文分析了当前电力系统继电保护的现状,并结合计算机技术在继电保护技术方面的应用,提出了继电保护技术的进一步发展趋势,阐述其往网络化、智能化、计算机化、虚拟化、一体化方向的发展情况。

关键词:电力系统;继电保护;技术;现状;发展中图分类号:TM7 一、当前电力系统继电保护现状分析

回顾我国电力系统继电保护装置的使用与发展历程,自1960年代起,晶体管继电保护器初步应用于电力系统的运行之中,随着之后所开发出的集成运算放大器为基础的集成电路保护技术的应用,晶体管继电保护器逐渐为之所替代。1990年后,微机保护继电保护器在电力系统的运行与维护中得到了推广与应用。随着我国社会科技技术的快速发展,加上网络化、科技化、计算机化、自动化等技术的不断推广,现针对电力系统继电保护技术的应用现状进行分析,如下所述。

1、继电保护与先进技术相结合

由于我国的电网系统正处于不断发展与完善的过程之中,加上当前微机化水平的不断发展,电力系统对于继电保护技术具有更高的要求。其中,继电保护技术必须确保各个保护单元可以有效、快速的共享电力系统中的各项系统运行及故障信息、数据,确保各个保护单元在电力系统的运行与维护过程中具备高度协调性。当前,我国的继电保护技术逐步与其他先进技术相结合,包括网络化、计算机化、一体化、虚拟化、智能化技术等方面,促使继电保护技术不断发展与完善。

2、继电保护与微机技术相结合

众所周知,微机技术的数学运算能力与逻辑处理能力、速度是极高的,通过结合其相应的理论知识与数据信息,可以有效的提高继电保护技术的应用效果。因此,近几年来我国逐渐将微机技术与继电保护技术相结合,电力系统中继电保护中的微机化程度越来越高,其效果也是极其显著的。

二、电力系统继电保护技术的发展趋势1、网络化

网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。网络保护的最大好处是数据共享,可实现本来由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外,由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量,所以很容易就可实现母线保护,而不需要另外的母线保护装置。

电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有2种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。

2、智能化

当前,我国的智能化技术发展迅猛,由于电力系统继电保护的控制属于离散型控制技术,继电保护可以有效的对电力系统运行过程中或出现故障时进行快速、全面化的状态评估,以便及时解决故障,从而保障电力系统运行的安全性与正常性,而智能化技术可以有效的提高机械设备求解非线性问题的精确度与速度。因此,现今的继电保护正与人工智能技术相结合,从而保证电力系统运行的高效性与稳定性。

通过将智能化技术与继电保护装置技术相结合,可以实现电力系统运行的高效性,由此可见,电力系统继电保护技术朝智能化方向发展亦是其未来的发展趋势。

3、计算机化

按照著名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18―24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片

文献标识码:A

机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。

我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2―0.3个百分点。

继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。

4、虚拟化

继电保护产品虚拟化,即通过虚拟现实技,由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,给参与者产生各种感官信息,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物,深化概念和建造新的构想和创意。虚拟化创造了新的仪器模式——虚拟仪器,特别适用于现代越来越复杂的测试系统。软件是虚拟仪器的核心,利用计算机、一组软件和极少的必需硬件,就可在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板,使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来实现传统仪器的各种功能操作,并通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和指示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果。因此,随着虚拟技术的不断完善,继电保护虚拟化产品也将是继电保护技术发展的一个趋势。

5、一体化

随着用电环境的复杂化和用户需求的多样化,对电力系统继电保护提出了新的要求。继电保护技术一体化,在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,是继电保护和综合自动化的紧密结合,通过利用计算机网络技术的集成与资源共享,对整个电力系统进行保护。每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且还能将变电过程中传输的数据录入计算机系统,由此可见,继电保护技术一体化是实现保护、控制、测量和数据通信的一体化。

在电力系统继电保护技术的发展过程中,继电保护技术一体化与传统的继电保护相比具有明显的优势,它打破了传统的二次系统对各专业界限的设定和划分,因此是电力系统继电保护未来发展趋势。

三、结束语

综上所述,由于电力系统的不断发展,加上当前我国科技信息技术的发展越来越快,电力继电保护技术将不断创新、发展,从而促使电力系统运行更为安全、稳定、高效。结合我国发展快速的计算机信息科技技术及网络化技术,继电保护技术将逐渐朝一体化方向及虚拟化方向发展,成为电力系统安全运行的保护网,从而有效的保证电力系统在运行过程中执行各项控制、管理、测量与维护等方面的任务,提高电力系统运行的经济效益与社会效益。

参考文献:

[1]王峰.浅析电力继电保护装置问题及防范措施[J].广东科技,2011(14):64.

[2]张东.主设备继电保护在变电站的应用[J].数字技术与应用,2010(11):101-104.

[3]欧阳宏昌.浅谈电气主设备的继电保护技术[J].民营科技,2008(9):83.[4]张东.浅谈继电保护在电力系统中的技术应用[J].数字技术与应用,2010(10):57.

[5]张耀天.电力系统继电保护技术现状与发展研究[J].现代商贸工业,2010(24):11-13.

文章被我刊收录,以上为全文。

此文章编码:2015M 9534

电力系统继电保护技术现状与发展

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

金达, 孙坚

浙江省送变电工程有限公司 浙江 310000城市建设理论研究(电子版)ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu2015(15)

引用本文格式:金达.孙坚 电力系统继电保护技术现状与发展[期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) 2015(15)


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