电力系统继电保护方向性分析
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摘要：本文通过对我国目前的电力系统继电保护方向性的研究，发现其中还存在还存在着许多不足，从中提出了相应的措施。
关键字：电力系统；继电保护；方向性
随着我国近些年来经济的快速发展，对继电保护技术的需求加大，因而电力系统也快速地发展起来，随着二十世纪初电力系统的发展，继电器元件起初只是应用于电力系统的保护。在接下来从二十世纪五十 年代到九十 年代末的四十余年的时间里，继电保护的发展经历了从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置这四个阶段。同时，构成继电保护装置的材料等从理论到实际应用也发生了巨大的变革，逐步适应我国日益增长的电网技术发展时代的要求。
一、 继电保护技术的现状
随着我国电力系统的快速发展，对继电保护的要求不断提加大，同时，计算机技术、电子技术与通信技术等的IT技术的飞速发展又反过来为继电保护提供了发展的温床与活力。
1、继电保护技术的发展趋势
计算机技术的日新月异，使得微机保护技术也在不断更新、发展。电力系统对微机保护的要求从保护的基本功能到大容量故障信息和数据的长期存放空间，高效的数据处理功能，强大的通信功能都进一步提高。这无异于要使微机保护装置的功能相当于一台PC 机。例如，DigiProII 系列的数字式综合保护装置适用于110千伏 甚至电力更低的网络，其主要功能是向输电线路和变压器、电容器、电动机等设备提供控制、保护及监视功能。该装置所采用的设计模式是单元化的，便于其能配备于如高压开关柜等的一次设备，还可以进行集中组屏。使用符合设计标准的现场总线接口，可以同时支持多个节点协同工作，进而实现系统级管理和信息资源的共享。此外，其所采用的具备适用于电力系统的PLC 功能的“元件――工程――用户”三级可编程模式、现场可编程技术(ISP)，比起传统方法，在实现的二次方案方面具有优势。所以，DigiProlI 系列数字式综合保护自动装置正确选择了未来的发展方向，符合构成变、配电自动化系统的理想基础设备的基本要求。
2、 多功能一体化
我们可以将保护装置视为一台多功能、高性能的计算机，也就是整个电
力系统计算机网络上的一个智能终端。通过相关的网络技术，它能够正确获取电力系统运行和故障的方面的信息资源，甚至可以充当一个中转站的作用，将其所获取的电力系统被保护元件的信息和数据传送给任一个终端设备。所以，微机保
护装置既能够完成继电元件的保护作用，还能够在无继电系统正常运行情况下对其实现控制、测量、数据通信等功能，将保护、控制、测量、数据通信的一体化管理模块显现出来。通过分析可知，IJCS 变电站综合保护系统其实就是一套集测量、保护报警、处理、故障、控制以及数据采集等功能为一体的电力监控系统。该系统充分地将现场总线技术、继电保护技术和计算机网络技术结合成一有机整体。系统的设计模式主要由主站系统、子站系统、数据通信系统、现场设备层等构成的分层分布式结构。同时，系统的配置方式灵活度相当高，用户可根据自身的实际情况来选用适合自己的配置电气制造方式，该系统采用IEC60870― 5― 103 协议，支持MODBUS， PROFIBUS等标准和RS422、RS485、RS232、MODEM、专线、光纤等物理媒介，采用过多节点的网络连接技术，进而构成地域性跨度的变电站信息管理系统。此外，该系统使用了包括JC- SCADA、JCS― NT等的软件，并结合SQLServer 数据系统，采用当今国际上盛行的面向对象编程语言――Visual c++，以模块化开放性、标准化、易维护性以及安全性等原则作为设计基准，使系统达到功能强大，便于人们的操作，能够灵活扩展其使用功能，安全、稳定运行。
3、实现网络化
随着互联网技术对各行各业的广泛深入，自动化、智能化水平以成为人们提高效率的首选，理所当然，电力系统继电保护装置的发展也大力地引入并推广互联网技术，是整个系统实现网络化。然而，现场总线技术一直制约着电力系统继电保护装置产品网络化的发展速度，因此努力推广网络技术在电力系统继电系统中的运用刻不容缓，并需要相关人员共同的努力。随着近年来该技术的不断进步，主要是针对现场总线的FCS将取代DCS 成为控制系统的主角的事实不容置疑，同时，网络化系统也将从生产到管理到经营等各个领域逐步渗透到企业中。通过因特网，保护装置用户之间可实现直接与异地用户交流，实现信息资源共享，并能确保其时刻能够进行着装置的故障诊断、指导用户维修或交换新保护装置改进的数据、软件升级等事项。例如，对于三峡水电站500千伏 超高压多回路母线的设计，天津大学提出了一种分布式母线保护的原理，并成功研制出了这种装置。
二、线路保护关键技术
1、 串补线路
对于长距离输电线路，使用串联电容补偿装置可以增加整个系统的稳定裕度，使联网得负荷分配达到最优化，从而提高其输送能力。例如，RCS 一931XS 型光纤纵差保护装置和RCS- 902XS 型高频闭锁距离保护装置能够很好地保护串补线路，确保其正常运行。然而，分相电流差动保护能够免于受串补电容的影响正常工作，即便其只是使用了本线路信息，也能够确保继电保护的正确进行，而并不影响保护原有的速度，该系统适用于邻线有电容器或本线有电容器的线路。
2 、变压器保护技术
如何避免励磁涌流引起差动保护的错误反应，又能快速判断在空投到变压器内部故障尤其是轻微故障一直是我们相关技术人员所面临的难题与挑战。目前人们广泛使用的RCS 一978 型变压器保护装置，虽然采用了特殊的差动电流相位调整算法，并能够最大限度地使变压器空投时故障相的电流表现为故障特征，但是对于非故障相的电流表现为励磁涌流特征，励磁涌流闭锁判据采用分相制动，相关技术还需进一步提高。
对于变压器带故障空投，其励磁涌流闭锁判据采用的是分相制动技术，非故障相涌流的存在不会延缓故障相的动作速度，能够很好地解决了空投变压器于故障特别是轻微匝间故障时差动保护动作速度慢等的问题。对于变压器空投产生的励磁涌流、区外故障切除后产生的恢复性励磁涌流以及和应涌流等，该调整算法更多地保留了励磁涌流的特征，使励磁涌流更加容易识别。
三、母线保护关键技术
从目前电力系统继电保护的相关技术标准与要求可知，母线保护的主要作用是防止导致的误动和区外故障TA 饱。微机母线保护为防止时误动，所以，其一般采用提高比率制动系数、短时开放之后延时动作等技术来进行提高效率，从而造成保护灵敏度降低，不适合当今电力系统的要求。而RCS 一915 型母差保护是以工频变化量为基础的自适应加权式母差保护系统，其还带有波形鉴别的稳态比率差动作为辅助判据，其灵敏度、抗TA 饱和能力都有显著提高，可以从根本上解决了灵敏度与安全性不相一致的难题，。区内故障时能够快速动作，更重要的是其能识别区外转区内的故障，并能够快速跳闸，此技术为世界先进水平。
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