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電氣工程智能系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的應(yīng)用論文
摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)用電質(zhì)量提出了更高要求。繼電保護(hù)質(zhì)量可以保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前，在繼電保護(hù)中，電器工程智能系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，保障了整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。因此，在繼電保護(hù)中應(yīng)用電氣工程智能系統(tǒng)具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；電氣工程；智能系統(tǒng)
1繼電保護(hù)發(fā)展?fàn)顩r
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)的影響因素越來越多，因此對(duì)其提出了更高的要求。同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高了繼電保護(hù)的技術(shù)水平，如通信技術(shù)、電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等。自我國(guó)成立至今，繼電保護(hù)主要經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段。第一，建國(guó)初期，我國(guó)繼電保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際功能已經(jīng)較為完善，系統(tǒng)包括很多方面的內(nèi)容，如設(shè)計(jì)、研究、制造等，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。第二，20世紀(jì)80年代，繼電保護(hù)迅速在晶體管理方面取得了巨大成就，尤其是由南京自動(dòng)化設(shè)備廠和天津大學(xué)共同研發(fā)的500kV晶體管的方向高頻保護(hù)，直接應(yīng)用在500kV線路上，進(jìn)一步促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。第三，20世紀(jì)90年代初，我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，尤其是在1991年由南京電力自動(dòng)化研究院開發(fā)研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置，還有1993年由南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠和天津大學(xué)共同研發(fā)的微機(jī)相電壓補(bǔ)償方向高頻繼電保護(hù)裝置。上述兩種裝置區(qū)別較大，主要體現(xiàn)在原理、微機(jī)線路、機(jī)型等方面。雖然優(yōu)勢(shì)不同，但是兩者發(fā)揮的作用都是優(yōu)化質(zhì)量和保護(hù)基本性能。
2智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵
繼電保護(hù)技術(shù)不但可以保證電力網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，還可以保證相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測(cè)質(zhì)量。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域開始高度融合，繼電保護(hù)正在快速進(jìn)軍各個(gè)領(lǐng)域，如通信一體化、智能化、控制測(cè)量等。電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)管理系統(tǒng)的主要用途是對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)管理設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)資料和圖檔文件等進(jìn)行歸類、查詢、錄入等操作。繼電保護(hù)裝置既需要保護(hù)對(duì)象的實(shí)際運(yùn)行信息，又需要關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行信息，同時(shí)為了可以迅速隔離故障，防止發(fā)生大面積停電故障，需要確保能夠準(zhǔn)確判斷發(fā)生故障問題的原因，還應(yīng)該確保在極少數(shù)人工干預(yù)下順利進(jìn)行實(shí)施[1]。通過不斷優(yōu)化，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)演變?yōu)橹悄茈娋W(wǎng)。為了達(dá)到人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的實(shí)際需求，交互式供電和分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)提出了更嚴(yán)格要求。為了能夠長(zhǎng)期立足于信息技術(shù)和通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，既要不斷探索新的保護(hù)原理，又要全面普及數(shù)字化技術(shù)。另外，要實(shí)時(shí)監(jiān)控有關(guān)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際狀況，比如采用傳感器發(fā)電、配電、供電等關(guān)鍵步驟，同時(shí)進(jìn)行全面分析。上述信息有監(jiān)控保護(hù)功能且能夠改進(jìn)保護(hù)定值，還可以通過分析得出所有設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。
3繼電保護(hù)中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用分析
如今，電子技術(shù)和信息技術(shù)可以保證繼電器保護(hù)裝置的操作性能和安全性能，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單操控人性化設(shè)計(jì)。特別是隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，我國(guó)電能傳輸規(guī)律發(fā)生了重大改變。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，因?yàn)樾畔⒒蛿?shù)字化本身的實(shí)際特點(diǎn)產(chǎn)生了較大差異，但只要不斷加強(qiáng)相關(guān)研究，就能順應(yīng)時(shí)代快速發(fā)展的需求。一般而言，繼電保護(hù)通過數(shù)字化技術(shù)保證保護(hù)性能的提高，同時(shí)提高安全自動(dòng)裝置性能。第一，采用數(shù)字化能夠有效提高保護(hù)性能，具體體現(xiàn)在不斷提高傳感器輸送系統(tǒng)功能和降低電力系統(tǒng)發(fā)生事故的幾率。第二，加強(qiáng)研究提高安全自動(dòng)裝置的性能，能夠有效控制和操作對(duì)象，然而第二次保護(hù)會(huì)降低其控制時(shí)間，而全自動(dòng)安全控制設(shè)備信息的主要來源可以通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系提高其性能。為了防止發(fā)生大面積停電故障，需要通過先進(jìn)的相關(guān)測(cè)量技術(shù)，準(zhǔn)確做出安全預(yù)警。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，可以有效降低電力事故發(fā)生幾率，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的安全性和合理性。在電力保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生比較嚴(yán)重的故障前，可以迅速傳遞報(bào)警信息。同時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以有效隔離故障區(qū)域，并有效修復(fù)受損電力設(shè)施。基于這種情況，該系統(tǒng)充分顯示了智能電網(wǎng)的實(shí)際發(fā)展情況。實(shí)際工作中，為了能夠有效解決輸電線路的超負(fù)荷問題，可以采用連接超負(fù)荷跳閘系統(tǒng)的方式[2]。
4提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的具體對(duì)策
4.1做好過程層中的繼電保護(hù)
盡快實(shí)現(xiàn)迅速跳閘功能，可以全面保護(hù)電器設(shè)備，如變壓器、輸電線路等，同時(shí)可以大大降低電力系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)電力調(diào)度系統(tǒng)。一般情況下，如果主保護(hù)定值出現(xiàn)較小波動(dòng)，電力系統(tǒng)正處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，而繼電保護(hù)不會(huì)發(fā)生任何改變。在智能變電站中依然存在很多一次設(shè)備，因此需要明確區(qū)分開關(guān)設(shè)計(jì)上的硬件，并給予獨(dú)立保護(hù)，使其既可以保護(hù)變電站的母線，又可以保護(hù)輸電線路。輸電線路應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立采樣并通過不同的開關(guān)電流實(shí)現(xiàn)，調(diào)整時(shí)可以利用主保護(hù)的通信口實(shí)現(xiàn)，從而全面掌握系統(tǒng)電流。另外，繼電保護(hù)過程中，為了能夠準(zhǔn)確定義智能變電站中的變壓器和母線保護(hù)，可以采用多端線路保護(hù)來同步采樣站內(nèi)的保護(hù)裝置。采樣過程中，一定要在變電站主站采樣基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，以保證采樣數(shù)據(jù)的可靠性和適用性。
4.2做好間隔層中的繼電保護(hù)
只有保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，才可以做好間隔層中的繼電保護(hù)。同時(shí)，應(yīng)該在變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用雙重化裝置，以集中配置后備保護(hù)。后備保護(hù)系統(tǒng)不僅可以保護(hù)開關(guān)，還可以保護(hù)變電站后備設(shè)備，同時(shí)可以保護(hù)對(duì)端母線和相鄰范圍內(nèi)的相連線路，在后備電流的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的故障，并可以制定出有效解決跳閘問題的措施。另外，后備保護(hù)系統(tǒng)不僅可以集中配置全部電壓等級(jí)，還可以通過調(diào)整技術(shù)適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況。此外，可以根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行情況制定相關(guān)的運(yùn)行方案，同時(shí)全面分析站內(nèi)的電網(wǎng)系統(tǒng)，從而選擇最合理的運(yùn)行方案，以保證智能變電站的繼電保護(hù)功能[3]。
4.3增加系統(tǒng)的冗余性
加強(qiáng)優(yōu)化系統(tǒng)的冗余性需要從以下幾個(gè)方面著手。第一，通過借助以太網(wǎng)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)實(shí)施監(jiān)控變電站自動(dòng)化，同時(shí)可以通過多種模式實(shí)現(xiàn)不同的目標(biāo)。第二，按照網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的實(shí)際需求，通常由三個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，從而可以有效提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性�？偩�結(jié)構(gòu)可以采用交換機(jī)達(dá)到數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)哪康模瑥亩蟠蠼档徒泳�，但冗余度較差，要想提高敏感度需要延長(zhǎng)時(shí)間。第三，由于總線結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相似，在其環(huán)路上任何一點(diǎn)都可以提供不同程度的冗余。如果將它和以太網(wǎng)交換機(jī)有效結(jié)合，可以出現(xiàn)管理交換機(jī)。在繼電系統(tǒng)運(yùn)行中，該結(jié)構(gòu)不但可以提供物理中斷的冗余度，還可以將網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)控制在合理范圍。不過，環(huán)形結(jié)構(gòu)也存在一定弊端，如收斂時(shí)間等。如果收斂時(shí)間較長(zhǎng)，將無(wú)法迅速完成任務(wù)，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)重構(gòu)。第四，星型結(jié)構(gòu)是一種等待時(shí)間較短的結(jié)構(gòu)，得到了廣泛應(yīng)用且沒有冗余度。在運(yùn)行過程中如果主交換機(jī)發(fā)生故障，會(huì)嚴(yán)重影響信息的傳送，且可靠性較低，不利于推廣。所以，在選擇繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，衡量各架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，然后選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，從而大大提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
5結(jié)論
我國(guó)電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了不同階段，隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善，促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。如今，我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人工智能和數(shù)據(jù)通信一體化，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
參考文獻(xiàn)：
[1]周偉，陳烽，劉小平.繼電保護(hù)中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（34）：206.
[2]劉丁輝.電氣工程智能系統(tǒng)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2014，（12）：11.
[3]陳峰.繼電保護(hù)中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015，（1）：113.
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