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探析智能电力系统继电保护工作

来源:UC论文网2016-01-10 20:50

摘要:

随着我国电力技术的快速发展,电力环境也发生着日益的改变。智能电网的独特性不仅表现在具有安全性、自愈性和经济性,还表现在兼容性、交互性以及高效稳定性等,已经得到了全

  随着我国电力技术的快速发展,电力环境也发生着日益的改变。智能电网的独特性不仅表现在具有安全性、自愈性和经济性,还表现在兼容性、交互性以及高效稳定性等,已经得到了全世界的广泛应用和推广。一旦电力系统遇到故障或者危及安全运行的异常工况时,电力系统继电保护不仅能够快速的、有选择性的做出自动化反事故决策,而且也已经成为一种最安全、最有效的保障电网安全运行的非常重要的技术手段。伴随着电力系统的要求越来越高,其相应的电力系统继电保护工作也有相应的提高,而且实践技术也在不断的发展变化。

  1 基于智能电网环境下的继电保护所具有的意义

  目前,随着我国经济的爆炸性发展,对各行各业的发展变化产生很大的影响,尤其是对电力的需求也呈逐渐上涨的趋势,更加引起关注的是,一些经济发达,人口密集的地区已经出来了供电危机状况,这在一定程度上带给供电企业很大的压力。着力加强智能电网的建设和维护力度,是企业解决电力供电比较紧张的局面。作为电力系统非常重要的防御手段,继电保护技术就是确保继电保护技术的使用目的,就是确保电网运行的稳定性、安全性。在电网面临故障状况时,首先,继电保护装置会自动开启相应的切除故障设备,停止故障运行,与此同时,设备装置会进行故障报警,提示相关工作人员到现场进行及时检测,发现问题、解决问题,恢复电网的正常运行,保证电网的继电保护正常使用。继电保护装置不仅有效降低了企业电网故障所遭受的经济损失,而且也在最大程度上保障了电网的可靠、安全供电。因此基于智能电网背景下,继电保护的意义非常重大,理应受到企业的特别关注。

  2 智能电网的系统组成

  电网技术体系、电网基础体系、电网规范体系以及智能服务等四各个体系,是智能电网的重要系统组成部分。具有先进的控制、通信、信息的电网技术体系,旨在为智能电网提供可靠的技术支撑,达到电网的智能化作用。电网基础体系是确保智能电网安全可靠的物质载体基础。建设智能电网的一个重要的制度保障,电网规范体系包括技术和管理两方面的各项规范、标准、各项指标的认证和评估体系。智能服务体系的主要作用就是保障智能电网的高效、经济运行,达到实现社会能源与资源的最大化效用,努力为用户提供增值和智能服务。

  3 继电保护的重点研究内容

  继电保护的目的是确保电网的可靠、安全、高效的有效运行,基于智能电网的背景,对继电保护不断的进行变革已经是一种不可阻挡的发展趋势。单元件保护是继电保护要重点研究的内容。

  变压器、发动机和交直流线路是单元件保护的主要组成部分,其作用是新原理算法的研究和对传统元件的保护改良。首先,变压器保护方面,它的一个焦点仍然是励磁涌流识别,由于励磁涌流具有的四个方面的特征,包括随机性、非线性、多样性和混淆性等,目前并非是完美解决方案中最好的一个,因此分析计算和保护新原理仍然是变压器内部故障要关注的重点。其次,发电机保护方面,其中内部短路和匝间短路保护是必须要引起重点关注的,另外需要进一步精确化的三个方面分别是整定计算、保护方案设计、灵敏度校验;过激磁、反时限过流等在后备保护中的判断需要和实际机组要承受的能力应该相匹配;加强定、转子一点接地保护的可靠性;对超大容量机组保护运行、失步保护和电网保护的有效配合以及失磁的特殊性等方面应加强深入的探索。再者,交流线路保护方面,距离保护易受高阻接地影响,躲过负荷能力比较弱,系统振荡一旦发生短路时就会应付不了;如果在同杆并驾双回线时,较为受到跨线故障和零序互感以及电气量的使用范围等因素的制约,故障测距误差大和选相失败的问题比较容易出现。

  4 继电保护面临的挑战和机遇

  针对电网安全运行虽然继电保护成为了第一道防线,但是在智能电网的高速发展过程中,也面临着一些挑战和机遇。

  4.1 继电保护所面临的挑战

  (1)随着特高压电网在智能电网中的重要作用越来越高,一旦出现故障时,特高压电网产生的谐波分量特别大,暂态过程也较为明显,非周期分量会随之衰减缓慢,严重阻碍保护工作的快速性和可靠性;另外,电压互感器、电流在暂态下的转变特性也会变得更差,故障状态转换时,较易出现误动作保护。

  (2)超特高压的分布长线路电容会一定程度的破坏参数模型构成的保护以及电流差动保护。

  (3)同塔双回或多回线路的跨线故障以及互感和线路参数不平衡会对保护造成影响。

  4.2 继电保护在智能电网的建设中面临的机遇

  基于智能电网的背景下,新型继电保护方面的研究又增加了一些有利发展平台。具体表现在两个方面:一是在信息采集上,实时动态检测系统自从 1996 年开始被继电保护所采用,此外,据有关数据统计,同步相量测量单位和广域测量系统,已经被大部分的变电站使用,其中包括所有的 500kV 变电站及大部分 220kV 的变电站,并且已构成相当程度的规模。其中广域测量系统和同步相量测量单元,一方面实现了广域电网的同步在线测量,另一方面也实现了基于同步信息的继电保护。二是在信息通信方面。截止到现在为止,我国电力通信专网具有分层分级自愈环网的特点,主要的应用介质是光纤,其中电网 220kV 的光纤覆盖率为 99.2%,500kV 及以上的覆盖率达到了 100%,110kV 覆盖率为 93%.目前已经达到一次设备的数字化、二次装置的网络化,实现了全站统一的标准平台,主要归功于 IEC61850 标准的数字化变电站,更好地满足了信息共享的便捷性、简单的操作性。完全具备了信息通信要满足的实时、高速、可靠的各项条件。

  参考文献
  
  [1]王增平,姜宪国,张执超,等。智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制,2012.
  [2]隋淼。智能电网环境下的继电保护[J].湖南农机,2014.
  [3]王文生。智能电网环境下的继电保护初探[J].机电信息,2015.
  [4]薛鹏程。智能电网环境下继电保护的发展现状[J].中小企业管理与科技,2012.

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