智能电网环境下的继电保护

罗玉春 ,燕朋明

云南电网有限责任公司昭通供电局 云南昭通 657000

摘要：随着我国现代化的飞速发展，我国的用电需求也随之逐渐增加。在智能电网中，变电站要建设智能继电保护系统，采用光纤电缆连接电子互感器、保护装置和断路器，实时采集电压、电流信号，自动化识别变电站设备故障，便于运维人员在短时间内快速清除故障，降低电力企业损失，保证供配电安全。基于此，智能变电站要优化设计继电保护装置方案，发挥出继电保护的最大效用。

关键词：智能电网；环境；继电保护

引言

智能电网是基于物理性电网所实现的，实现了计算机技术、现代通信技术等的有机结合，属于新型电网模式，能够有效节约能源，促进生态环境保护，与可持续发展要求相符合。在智能电网大环境下，应当高度重视继电保护技术的变革，平衡需求侧与供给侧，发挥新工艺、新材料设备及新技术的应用优势，促进传统电网升级，推动电网持续健康发展。

1继电保护装置的应用

继电保护装置的定义和工作原理。继电保护装置是指在电力系统中如发电机、线路等电源部件或电网自身出现故障，威胁到电力系统的安全运行时，可以及时向操作人员发送预警信号，或一种自动的测量和装置，它可以直接给被控制的断路器下达跳闸指令，以结束这种情况的发生。继电器的工作原理是通过对电力系统中各部件的电流、电压、功率、频率等进行分析而实现的。

继电保护装置的任务。在电力系统中，其工作状态良好，能够完整、安全地监测各类设备的工作状态，为值班人员提供可靠的操作基础；在电力供应系统发生非正常操作状态时，应及时准确地发出信号或报警，及时做出处置；当电力供应系统出现故障时，能自动、迅速地、有选择性地将故障部件切掉，使未失效的部件能够正常工作。

继电保护装置的基本要求。（1）选择性。选择性是指在电力供应系统出现故障时，可以有选择地切断故障部位。只有在设备或线路自身受到保护或断路器拒绝时，才能通过相邻设备的保护、线路保护或断路器失效保护来切断故障。（2）灵敏性。灵敏性是指在发生故障和不正常操作状态时，保护设备的反应能力。在保护设备的保护范围之内，无论短路位置如何，短路的特性如何，都不能发生故障；但是，当出现在禁区之外的时候，也不能出现错误的行为。（3）速动性。速动性是指保护设备能够在最短的时间内将短路的故障进行截断。减少故障的发生，可以减少短路对电器的损害，加速系统的电压恢复，这为电力系统的自动起动提供了良好的条件，同时，发电机并联工作的稳定性也得到了改善。

2智能电网继电保护的关键技术

2.1智能传感技术

智能传感技术主要用于实时采集智能电网继电保护中的各种信息，将信息传输到控制系统，为智能电网安全运行提供数据支撑。电子传感器是智能传感技术的核心设备，将电子传感器安装到智能电网设备上，可实现对发电、输电、变电等环节的运行状态监控，提高智能电网继电保护性能。

2.2保护重构技术

在智能电网大背景下，保护重构技术的应用，可以补充并配置整个保护系统，确保继电保护技术与相应电网结构的对应性，继电保护整体效果也得到明显改善。随着科学技术水平的显著提升，国家智能电网获得良好建设与发展，这就必须要保证继电保护技术的先进性及其与电网的适应性，确保满足智能电网发展需要。继电保护技术不仅要具备故障诊断与修复能力，还应当具备系统重构功能，若继电保护原件出现故障，无法实施运作，通过应用该项技术来对可替代原件加以自动搜寻，为继电保护装置的稳定高效运行创造优良条件。保护重构技术的应用优势在于，能够对设备灵活性实施有效保护，保证整定值的自适应性，即便是在突发状况下也能够保证应对的有效性。与此同时，通过保护重构技术的应用，可对设备适配能力加以强化，把握电网运行状态，在发生结构变化的第一时间加以合理调整，确保设备在此种变化下的适应性。通过保护重构技术可定时监测并诊断装置原件，严密检测设备中的多样风险，保证风险消除的时效性，整个电网系统也具备了安全可靠运行的条件。

2.3广域保护技术

在智能电网继电保护中，应用广域保护技术可以收集各类故障信息，快速做出跳闸应对措施，有效规避因跳闸引发的母线全停、局部短路以及信号扰动等故障。广域保护技术具备开闭锁功能，为适应智能电网控制需求，可以灵活采用战域集中式、区域分布式，以及两者配合式的保护模式。在广域保护技术的支持下，能够对智能电网运行问题深入分析，提高继电保护的自动化控制能力。

2.4仿真及控制决策技术

在智能电网实际工作中，依托仿真技术可科学预测分析电网工作状况，以计算机技术为知识，实现数字化仿真处理，以方针技术若获得结果为参考，为决策的制定提供依据，以便科学合理管控智能电网运行状况，为智能电网运行的安全性和有效性提供保证。通过仿真技术优势的发挥，可以数据为对象进行数字化仿真处理，向决策系统传递数据结果，系统可自行对比标准信息阈值与所得数据信息，确保决策制定的自动化，以便有效保护电网系统。

2.5仿真分析技术

在智能电网继电保护中，仿真分析技术能够满足电网实时状态监控和智能决策需求。在继电保护系统运用中，可以通过仿真分析软件展示可视化的分析成果，便于智能电网根据根分析结果进行统一规划管理，提高电网运行安全性。

3继电保护技术的展望

3.1多功能一体化

在实现了数字化、网络化的情况下，该保护设备是一种高性能、多功能的计算机，它是一种集电力系统为一体的智能终端。该软件可以在线采集到任何有关电网工作及发生故障的资料，也可以将其所取得的有关被保护的资料及资料转交到网络控制中心或其他终端。这样，每一台微型计算机不仅可以完成保护的功能，还可以在正常的无故障状态下完成保护的测量、控制和数据通信，从而达到多功能的集成。

3.2网络化

在智能电网建设中，以网络化继电保护装置为支持，得以推动智能电网的数字化发展，对于智能电网运行效率的提升至关重要，以数字接口为载体，电力管理者可将控制信息发送至继电保护装置，以便全面化、自动化操控整个智能电网。在智能电网运行过程中，可将其与网络技术协调应用，通过网络技术优势的发挥，可科学配置继电保护装置，保证其可操作性，促进其安全高效运行。

3.3新原理与新技术应用

纵观智能电网建设与发展实际，太阳能、生物能等新型能源的接入存在随机性，可能会对电网运行安全造成威胁，并且在智能电网大环境下，电网传输方式与潮流方向的调整因便捷调度方式而更加灵活，电网灵活控制方式是依靠电力电子控制所实现的，能够弥补传统电网的不足，对故障暂态特征加以取代。未来机电保护发展以机电保护新原理和新技术的应用为主导方向，这也是研究的一个重要方向。

3.4数字化方向

在互感器故障明显降低的情况下，在智能电网大环境下继电保护技术的变革不需要考虑互感器故障所引发的故障问题，例如回路接地、回路断线等，以数字化传感器为支持，能够促进继电保护整体性能的不断强化，精简辅助功能，促进继电保护水平得到显著提升，奠定智能电网建设与发展的基础。

结束语

现代社会生产生活水平显著提升，对于电能的需求量也明显增加，这就需要积极转变传统电网运行模式，智能电网要采用先进的智能传感技术、广域保护技术、单元件保护技术、广域测量技术和仿真分析技术等关键技术，加快继电保护装置自动化、智能化建设，同时还要重点落实线路保护、元件保护和一体化监控的继电保护配置方案，从而保障智能变电站安全可靠运行。

参考文献

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