电力系统中继电保护自动化技术的应用研究胡云

电力系统中继电保护自动化技术的应用研究胡云

(国网宁夏电力公司银川公司变电检修室宁夏银川750011)

摘要:随着电力技术的不断革新和发展,电力系统运行的自动化,为电力系统结构简单化的实现提供了必要的前提。在近十几年来,我们都见证了电力系统结构的变化,电力系统结构内部相关的设备以及零件,变得越来越简单,但是其功能却越来越强大。电力企业为了提升输电的质量,不断优化电力系统结构,使得整个电力系统的运行都有了极大的更新。电力系统中各个设备之间高效、简化的连接方式,推动了电力输电事业的进步。

关键词:电力系统;继电保护;自动化技术;应用研究

引言:

本文通过对电力系统中继电保护自动化的应用研究,企业应该了解到继电保护在电力系统中发挥的“哨兵”作用。继电保护自动化技术的应用能够实时的保护电力系统,在系统出现问题时继电保护装置能够自动、快速并准确的判断故障点,采取相应的保护措施而且发出报警信号给维护部门,使得故障排除更加高效。由于继电保护装置维护了电力系统运行的安全,因此本文希望相关专家和企业能够继续的对继电保护自动化技术进行研究与开发,使电力系统更好的发展。更好的作我国的发展能源供给提供有力的保障。

一、分析继电保护自动化在电力系统中的重要性

继电保护自动化技术在电力系统中的重要性以及作用表现在如下几点:一是继电保护的装置可以保证对电力系统运行时的全方面的监控,能够准确的将电力系统各个部件的运行状态反映出来,判断出系统整体和部分的运行是否正常;二是电力系统在判断系统各个设备运行情况时若发现某个设备出现问题,能够第一时间切断故障元件附近的电流,将故障点从整个系统分离出去,保护故障设备不受到更大的损伤并且减少故障部位对电力系统的影响。并且继电保护装置会尽量保护非故障设备的运行,从而减少故障造成的影响。;三是在隔断故障点与电力系统连接的同时,继电保护装置还会判断故障点的异常状态是什么并发出相应故障的警报,使得电网的维修人员能够第一时间对故障进行了解,方便之后的维修处理.

二、电力系统继电保护的发展

微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。是在英国60年代中期,有人提出用小型计算机实现继电保护的设想,但是由于当时计算机的价格昂贵,同时也无法满足高速继电保护的技术要求,因此没有在保护方面取得实际应用,但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究,为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破,大规模集成电路技术的飞速发展,使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降,可靠性、运算速度的大幅度提高,促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在70年代后期,出现了比较完善的微机保护样机,并投入到电力系统中试运行。80年代,微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟,并已在一些国家推广应用。90年代,电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代,它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。

我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期,尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力,进展却很快。经过10年左右的奋斗,到了80年代末,计算机继电保护,特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中,高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年代开始,华中科技大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、国电南京自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上的新一页,为微机保护的推广开辟了道路。

三、电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步

上世纪六七十年代晶体管技术的发展及随后中小规模集成电路的问世为研发初始的电力系统自动化装置提供了技术条件,电力开关信号检测、模拟量检测(电力变送器)、晶体管及集成电路继电保护、自动装置、远动装置、模拟盘等二次设备相继出现。但这些自动化装置功能比较单一,互相之间缺少通信联系,装置不具备故障自诊断能力。随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用,我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。由于采用了数字电路和模块化软件设计技术,电力自动化装置的性能大大提高,特别是装置具有了通信功能,可通过并行口、串行口与其他设备进行数据交换,数据和各种信息可通过外部设备如crt显示,打印机打印制表等,装置首次出现了人机联系功能。值得一提的是从intel公司引进的sbc系列oem单板机技术加快了我国微机化电力系统二次设备的开发进度,以单片机为基础的国产化自动化设备层出不穷,数字式故障录波器替代了机械光学结构原理的老式录波装置;微机远动装置及巡回检测设备体积小,容量大,通信规约适应性强;微机继电保护装置性能也大大提高,可方便修改保护定值,使用和维护非常透明。同时,国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这一时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准,不同厂家的设备不能互连;计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结,主要采用低速率的串/并行口通信方式,系统实时性不太好,设备配置的灵活性也较差。随着上世纪九十年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展,电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶,产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量,设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本,同时大幅度提高了系统的技术性能,增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性,提高了系统运行的可靠性。

五、电力系统及其自动化的研究方向

1.电力市场理论与技术

第一,认真研究有关电力市场的运营模式,深入探讨运营过程中各步骤的具体规则和流程。第二,提出适合我国现阶段状况,电力市场运营模式的期货交易、转运服务等模块的具体数学模型和算法。第三,紧紧围绕我国模拟电力市场运营中亟待解决一些的理论问题。

2.光电式电力互感器

光电互感器根据高压侧工作单元是否需要供电,可分为有源型光电互感器和无源型光电互感器两大类。光电互感器有着传统电磁式互感器无法比拟的优点,是电磁式互感器理想的替代品。虽然,国内在光电式电流互感器的研究方面特别是高电压等级上还面临一些问题,但是随着技术的发展和研究的深入,光电互感器取代传统互感器将只是一个时间上的问题,必将使电力互感器技术进入一个崭新的时代。

3.电力一次设备在线状态检测

对电力系统一次设备如汽轮机、发电机、断路器、变压器以及开关等设备进行连续长期的在线监测,不仅可以监视设备的运行状态,而且还可以分析各参数的变化趋势,判断是否存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。

结语:

电力系统是一个较为复杂的系统,虽然当前在电力系统中自动化技术使得电力无论是在控制、操作,还是处理过程中变得较为简便易行,由于电力系统自身的复杂性,加之我国自动化发展技术与国际发展水平相比还有一段差距,所以,我国电气自动化技术的发展还应不断汲取他国的先进技术,以促进我国电力系统朝向更为健康的方向发展。相信随着科技的日新月异,我们会迎来科技含量更高的电力系统。

参考文献:

[1]尤利民.电力系统中继电保护自动化技术的应用研究[J].低碳世界,2017(6):57-58.

[2]刘润山.电力系统中继电保护自动化技术的应用分析[J].低碳世界,2013(8x):21-22.

[3]陈立.继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析[J].科技传播,2013(5):167+171.

[4]雷永强,赵津梅.浅论继电保护自动化技术在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2014(1):250-250.

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