微機繼電保護(hù)在電力工程中的應(yīng)用發(fā)展

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【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們在日常生活當(dāng)中的電量需求也在不斷增加，并且人們也越來越重視電力方面的保護(hù)意識?；诖?，本文首先簡要介紹了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用，接著分析了企業(yè)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程，詳細(xì)的論述了微機繼電保護(hù)在電力工程中的應(yīng)用分析，并提出了提高微機繼電保護(hù)裝置可靠性的有效措施。

【關(guān)鍵詞】微機繼電保護(hù)；電力工程；應(yīng)用分析

引言

經(jīng)過近幾十年的應(yīng)用、研究以及發(fā)展，微機保護(hù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中已經(jīng)取得了顯著的成效，具有相對比較好的經(jīng)濟效益，使得電力系統(tǒng)運行管理水平得到大幅度的提升。為此，對于微機繼電保護(hù)在電力工程當(dāng)中的應(yīng)用以及發(fā)展進(jìn)行深入的研究具有極其重要的意義。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用分析

在電力系統(tǒng)的實際運行過程當(dāng)中，很有可能存在不正常運行的狀態(tài)或者是各種各樣的故障，其中出現(xiàn)各種形式的短路問題是相對來說最為危險以及最常見的，這主要是由于短路問題的出現(xiàn)所產(chǎn)生的后果也相對比較大，短路后較大的電流以及燃起的電弧會破壞到故障元件。另外，非故障元件流經(jīng)短路電流時，在電動力以及發(fā)熱的條件下就會降低非故障元件的使用壽命，甚至是對其造成破壞，并且還將會大幅度的降低電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓，對于工廠產(chǎn)品質(zhì)量以及用戶工作的穩(wěn)定性造成不利的影響。除此之外，還有可能對于電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性造成破壞，使得系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，嚴(yán)重時還有可能瓦解整個系統(tǒng)。對于電力系統(tǒng)來說，電氣元件的正常工作環(huán)境受到損壞，但是沒有出現(xiàn)故障問題，這就屬于一種不正常運行狀態(tài)。比如說，由于負(fù)荷大于電氣設(shè)備的額定值的時候，此時就會使得電流升高，這樣就將會造成絕緣材料和元件載流部分的溫度增加，使得絕緣的損壞和老化速度加快，甚至還有可能引發(fā)故障的發(fā)生。其中不正常運行狀態(tài)以及故障都有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生故障。在電力系統(tǒng)中，通過各項積極措施的合理應(yīng)用來將出現(xiàn)故障的概率降低，同時在出現(xiàn)故障的時候，還應(yīng)該對故障元件有選擇性以及快速的切除，這是對于電力系統(tǒng)安全運行進(jìn)行保護(hù)的最為有效的方法，并且對于切除時間的要求相對比較苛刻，需要短到十分之幾秒，大量的實踐證明，只有將保護(hù)裝置裝設(shè)在每個電氣元件上才有可能滿足要求。

2企業(yè)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程簡介

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對于繼電保護(hù)方面的要求也在逐漸增加，與此同時，通信技術(shù)、計算機技術(shù)與自動化技術(shù)有為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇。為此，自20世紀(jì)50年代開始，我國的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展就經(jīng)歷了四個發(fā)展階段，分別是機電（電磁）式、晶體管式、基于集成運算放大器的集成電路和微型計算機繼電保護(hù)。其中鋼鐵冶金企業(yè)當(dāng)中的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展對于這四個階段嚴(yán)格的遵循，其中，本鋼的機電（電磁）式繼電保護(hù)歷經(jīng)時間最長，同時應(yīng)用范圍也最廣.數(shù)量也最多，其由此直接進(jìn)入到了微型計算機繼電保護(hù)時代。從兩千年開始，將微機綜合自動化保護(hù)技術(shù)引入到了本鋼集團(tuán)，在經(jīng)驗以及技術(shù)的積累下，在2003年對于微機繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)起沖擊，先后引入了上海申瑞等廠家的綜合自動化保護(hù)產(chǎn)品，在近些年更換以及新建的各變電所當(dāng)中被普遍的應(yīng)用，同時也在向其他的變電所進(jìn)行全面推廣。

3微機繼電保護(hù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用分析

3.1安裝微機繼電保護(hù)裝置的績效

（1）靈活性比較高，對于控制以及保護(hù)特性利用軟件就能夠方便的改變，通過邏輯判斷能夠?qū)⒏鞣N互鎖得以實現(xiàn)。（2）功能多、速度快、精度高。測量部分?jǐn)?shù)字化能夠?qū)⒕却蠓忍嵘?，CPU速度提高使得速度更快，健功能的提升可以采取負(fù)擔(dān)的算法來將多種保護(hù)功能完成。（3）可靠性高，一種微機保護(hù)單元可以對多種檢測以及保護(hù)功能實現(xiàn)。對于多種測量儀表以及保護(hù)繼電器進(jìn)行代替，使得控制屏幕開關(guān)柜之間的接線進(jìn)一步簡化，將設(shè)備故障環(huán)節(jié)降低，使得可靠性提升。另外，微機保護(hù)單元使用的是高集成度的芯片，軟件具有自動糾錯以及檢測工具，從而將保護(hù)的可靠性提升。（4）性價比比較高，同時經(jīng)濟性好，微機保護(hù)由于具有多種功能性，這就使得綜合造價相對比較低，同時高速度以及高可靠性節(jié)約了人力，并且將停電時間降低，使得經(jīng)濟性得以提升。（5）線路統(tǒng)一，硬件種類少，調(diào)試以及維護(hù)比較方便，同時外部接線簡單，將維護(hù)工作量在很大程度上降低，通過計算機以及按鍵來保護(hù)調(diào)試和整定，十分方便快捷。

3.2微機繼電保護(hù)裝置存在的問題分析

（1）在一些企業(yè)當(dāng)中的供電系統(tǒng)，需要進(jìn)行3~4級保護(hù)的安裝在從上級變電所低壓側(cè)到下級變電所最終負(fù)荷點，線路由于比較短，兩端出現(xiàn)短路問題時，電流的變化不夠明顯，通常下對于保護(hù)條件的選擇都是通過時間來滿足。這樣就不能夠快速的切除嚴(yán)重的故障，很容易出現(xiàn)起火、開關(guān)爆炸、停電以及母線扭曲等相關(guān)的事故。（2）在一些企業(yè)的供電系統(tǒng)當(dāng)中，由于一些過程存在相對比較頻繁且大的沖擊電流，其中又具有相對較為顯著的諧波分量以及非周期分量，這樣對于靈敏度比較高的微機保護(hù)就會造成威脅，特別是對于差動保護(hù)而言，更是一個較為嚴(yán)峻的考驗。微機繼電保護(hù)裝置一旦在干擾方面存在著問題，此時比較容易降低保護(hù)的精度，甚至還有可能導(dǎo)致保護(hù)元件誤動作，通常微機保護(hù)廠家對此的評估又有待于進(jìn)一步提升。（3）當(dāng)前急需要對各個變電所危機保護(hù)監(jiān)控裝置的聯(lián)網(wǎng)問題進(jìn)行解決。在企業(yè)當(dāng)中由于引進(jìn)的微機保護(hù)裝置來自于不同的廠家，且各個廠家的通訊規(guī)約也存在著差異，這就需要將他們向標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而就加大了接入總控以及網(wǎng)絡(luò)匯總的難度。除此之外，微機保護(hù)全部組網(wǎng)，這樣就會存在著維護(hù)以及施工不方便、通訊線路長、接線復(fù)雜以及信息量大等眾多的問題。（4）在微機繼電保護(hù)裝置方面，還存在著硬件比較容易過時、故障錄波沒有實際參考價值以及使用者維護(hù)困難和系統(tǒng)對時不準(zhǔn)確等等相關(guān)的問題。（5）在用變電站系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題的時候，這是其饋出線電流互感器二次短路電流將會不在采樣范圍之內(nèi)，從而就會導(dǎo)致保護(hù)裝置內(nèi)部電流互感器的飽和。除此之外，短路電流超量程也是一個比較隱蔽但是應(yīng)該給予關(guān)注的重點問題。

4提高微機繼電保護(hù)裝置可靠性的有效措施分析

在電網(wǎng)安全運行過程當(dāng)中，微機保護(hù)裝置發(fā)揮著極其重要的作用，但是由于受到軟件以及硬件等相關(guān)因素的影響，對其安全可靠運行造成了不利的影響，通過與自身的實際工作經(jīng)驗相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)抗干擾是對于危機保護(hù)裝置可靠性進(jìn)行提升的重點所在。對于我微機保護(hù)裝置而言，它的內(nèi)部是工作電平相對比較低的弱電系統(tǒng)，但是卻存在著相對比較嚴(yán)重的電磁干擾問題，這些干擾信號幅度相對比較大，同時頻率高以及時間短，利用電磁耦合非常容易就會進(jìn)到微機保護(hù)裝置的內(nèi)部中，從而導(dǎo)致運算程序出軌、錯誤的計算，甚至還有可能損壞元件，造成不利的影響。另外，在時鐘的控制下，微機保護(hù)裝置當(dāng)中的微型機工作速度非常之快，不能夠通過相對比較容易的延時電路將干擾信號躲過。為此，要想將微機繼電保護(hù)裝置的可靠性進(jìn)行真正的提升，應(yīng)該從以下幾方面進(jìn)行重點考慮。容錯設(shè)計方式、抗干擾糾錯、抑制干擾源、故障自動檢測以及抑制干擾耦合等等，但是值得注意的是，通過科學(xué)合理的接地是在微機保護(hù)當(dāng)中有效對干擾進(jìn)行抑制的一種重要方法。隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)的快速發(fā)展以及電力系統(tǒng)的不斷完善，繼電保護(hù)技術(shù)也在不斷的被研究，同時也將面臨新的發(fā)展趨勢。就當(dāng)前國內(nèi)外這一方面的研究來看，其發(fā)展趨勢主要就是網(wǎng)絡(luò)化、計算機化、人工智能化以及測量、控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信一體化，這同時也加大了繼電保護(hù)工作者的任務(wù)難度，并為其更好的發(fā)展提供了方向。

5結(jié)束語

綜上所述，微機繼電保護(hù)在電力工程當(dāng)中具有極其重要的作用，綜合其發(fā)展的趨勢以及歷史來看，隨著硬件技術(shù)的不斷更新，微機保護(hù)迫切需要進(jìn)一步的升級技術(shù)的開放性。實踐也充分證實，網(wǎng)絡(luò)是模塊化分布系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行通信以及聯(lián)系的一種相對比較理想的方式，同時微機保護(hù)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化也將會為發(fā)展和設(shè)計繼電保護(hù)提供新的理念，將硬件設(shè)計進(jìn)一步簡化、可靠性進(jìn)一步增強，從而使裝置能夠真正的升級整體或者是局部的可靠性，通過它的合理應(yīng)用，推動電力工程的快速發(fā)展，更好的滿足人們的需求。

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作者:康勇 單位:國網(wǎng)四川省電力公司綿陽市游仙供電分公司