继电保护在自动化配电网中的应用
2017-04-13 09:09 [科技论文] 来源于：互联网 作者：互联网
导读：摘要：为了满足用电的需求，我国智能化配电网的建设正在快速开展中。在电力系统中，最重要的是系统的安全性和可靠性，所以继电保护的应用越来越广泛。文章从继电保护的基本要求和自动化配电网的系统组成入手，首先分析了自动化配电网继电保护应用中存在的问
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摘要：为了满足用电的需求，我国智能化配电网的建设正在快速开展中。在电力系统中，最重要的是系统的安全性和可靠性，所以继电保护的应用越来越广泛。文章从继电保护的基本要求和自动化配电网的系统组成入手，首先分析了自动化配电网继电保护应用中存在的问题，然后研究了自动化配电网继电保护应用的改进措施。
关键词：继电保护；配电网；自动化；电力系统；用电需求 文献标识码：A
中图分类号：TM77 文章编号：1009-2374（2017）02-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.029
1 继电保护与自动化配电网
1.1 继电保护的基本要求
继电保护装置能够判断被保护的元件是否处在正常运行状态，进而分析它是否发生了故障。继电保护装置的这种功能可以将配电网的故障区分为保护区内和保护区外，进而方便自动化配电网的结构调整。从本质上讲，继电保护装置是根据电气发生故障前后的物理量变化来实现监测。根据自动化配电网的特性，继电保护装置应满足的要求主要如下：
1.1.1 选择性。当电力系统发生故障时，继电保护装置仅将故障的区域从配电网中切出，其他非故障区域的电网不受影响。这种选择性是继电保护装置实现自动化配电网的核心所在，�ψ远�化的调整电网结构有着重要的作用。
1.1.2 速度性。电力系统发生故障后，很可能对大型的设备造成损坏，因此继电保护装置必须要满足速度性的需求，以最快的速度切断故障区域电路。目前，继电保护装置的反应速度时间可以控制在0.08秒以内，基本满足了自动化配电网的需求。
1.1.3 可靠性。基于自动化配电网的性能要求，继电保护装置必须有很强的可靠性，不发生误动作，以确保能够切实起到提升自动化配电网安全性的作用。
1.2 自动化配电网的系统组成
目前，我国的自动化配电网主要分为两种：一种是集中智能式配电网；另一种是分散智能式配电网。两种形式的自动化配电网各有利弊，但其系统的组成大致相同，具体如下：
1.2.1 一次设备。一次设备由自动离合器、环网柜和真空断路器组成，它有一定的智能化，可以执行各种调度命令，是整个自动化配电网的基础所在。同时，一次设备还可以与主控制器相连，实现远程的操作。
1.2.2 故障定位系统。故障定位系统主要用来检测自动化配电网的故障点，然后利用地理信息系统将自身监测到的信息反馈给主系统。
1.2.3 主站系统。主站系统由计算机网络、操作平台和操作软件组成，是整个自动化配电网的中枢所在，可以整合信息做出判断，然后给执行机构下达命令。同时主站系统还可以分享资源和管理维护，实现信息与数据的传输。
2 继电保护自动化配电网应用中存在的问题
当电力系统中被保护的元件发生故障时，继电保护装置能够快速地做出反应，有选择地将故障元件从电力系统中排除。但是在被保护元件运行异常时，往往不需要继电保护装置快速反应，而是根据元件的危害程度规定一个延时，以免造成误动作。从当前的实际情况来看，我国自动化配电网的继电保护还存在一定问题，在一定程度上影响了我国自动化配电网的发展。
2.1 继电保护设备的老化
我国的电网虽然一直在更新换代，但是这些更新主要是针对技术层面，所以电网系统中的继电器有很多都是老式继电器，其可靠性得不到保障。这种老式的继电器缺点主要体现如下：
2.1.1 反应速度较慢。老式的继电器由于自身的老化，反应速度较慢。当元件发生故障之后，切断电路的速度无法满足需求。这就无法起到保护设备的作用，如果故障较为严重，将会造成设备的严重损坏，进一步扩大故障的影响范围。
2.1.2 误动作较多。随着我国电力需求的不断增加，电网的电压不断升高。而电网电压的增加又会使被保护元件的异常运行状态更为频繁，老式的继电器无法精确地处理异常数据，往往会出现错误的状态判断，进而产生误动作，将事故的范围扩大。
2.2 配电环网缺少继电保护
环网也是自动化配电网中必不可少的一部分，但是当前我国的环网却基本没有继电保护装置。从实际情况来看，当前的配电环网是以负荷开关为主的，需要人为的控制。因此当发生电力故障的时候，由于没有断路器，往往会造成整个电力网路的瘫痪。
配电环网缺少继电保护不仅会扩大电力故障，还延长了维修的时间。一般情况下，都是电力部门接到故障的通知，然后赶往现场进行维修的操作，这就增加了维修的时间。另外，由于故障的影响范围较大，很可能造成多个设备的损坏，也使得维修更为困难。
2.3 继电保护装置自身的问题
在当前的自动化配电网络中，继电保护器自身也存在着问题。所以导致了继电保护起不到应有的保护效果，降低了自动化配电网的可靠性。继电保护装置自身的问题主要体现在以下两个方面：
2.3.1 继电保护装置的灵敏性设置问题。继电保护装置是检测各个元件的运行状态，若其物理量变化超过了设定的范围，就会自动切断局部的电路，起到保护设备和电网安全的作用。但是物理量变化的设定是有一个范围的，避免由于不稳定的运行状态而导致误操作。以目前的实际情况来看，很多继电保护装置的灵敏性设置还存在问题，降低了继电保护装置所起的保护效果。
2.3.2 质量检验不到位。当前的继电保护装置在安装前并没有经过系统的检查，所以很多装置的质量是不合格的。安装在自动化电网后，由于自身的质量问题，就存在安全隐患，无法正常监测电网元件的运行状态，当发生故障后，也不能及时地切断电路。
3 自动化配电网继电保护应用的改进措施
3.1 针对性更换继电保护设备
继电保护设备的更换可以分两个层次：第一个层次是老化设备的更换；第二个层次是旧式设备的更换。旧式设备的更换可以理解为技术的更新换代，因为随着科技的发展，继电保护器的功能一定会越来越强大，其监测的效果也会越来越好。特别是在当前的社会环境下，国家电网正在大力发展智能化和自动化，给继电保护设备的更换提供了较好的环境，所以可以根据当地的实际情况，淘汰掉原本的旧设备，让继电保护更好地发挥 作用。
老化设备的更换主要针对继电保护设备的使用情况，因为随着使用时间的增加和一些其他的原因，导致了继电保护设备的老化，影响它的正常使用，所以要针对性地进行老化设备的更换。
3.2 重合器与其他设备的配合使用
重合器有着双时性的特点，可以实现重合与开断，所以它能够和其他设备配合，一起发挥出继电保护的作用。首先，当电路出现故障的时候，重合器就能够重合；然后分断器记录重合器的分闸次数，在达到预定设置次数的时候就闭锁，实现电网故障区的隔离。这在一定程度上实现了智能化的电网控制，也减弱了非正常�\行状态对继电保护装置的影响。
重合器还可以与熔断器配合实现继电保护的作用，因为重合器能够实现重合，而熔断器可以监测流过元件的大电流，当电流过大的时候就自身熔断，起到故障区的隔离作用。当然，重合器和其他设备的配合使用要根据实际情况确定。如配电变压器的末端，可以选择重合器与熔断器的配合，实现继电保护的作用。
3.3 继电保护装置的优化
为了更好地实现继电保护的效果，还可以采用继电保护装置优化的方法。当前的继电保护装置还是采用较为传统的方式，在一定程度上无法跟上智能化电网的发展速度。因此可以将信息化和数字化的技术引入到继电保护中，突破继电保护只能在局部中发挥作用的局限。例如，信息化的技术可以将多个继电保护装置连成一个整体，当一个继电保护装置执行电路断开的动作后，马上将信息上传，然后中央处理器快速地做出反应，调整自动化电网的结构，用最快的速度恢复供电。
数字化的技术还有利于继电保护装置的维修，利用信号的发射与接受装置，将不同的继电保护装置进行编码，在计算机网络中实时监控。当出现故障的时候就可以快速的定位，采取处理的措施，减少故障带来的电网损失。
4 结语
自动化配电网已经成为国家电网发展的大方向，与之对应的继电保护必须加快改进的步伐，以此来保障电网运行的安全性和稳定性。目前，继电保护在自动化配电网络中的作用不可替代，虽然还存在一些问题，但是可以通过改进的措施使之完善。本文针对继电保护在自动化配电网中的应用问题，提出了一些意见，希望能够推动我国继电保护的发展，让它为自动化电网的发展提供强有力的支持。
参考文献
[1] 胡汉梅，郑红，赵军磊，曾从海.基于配电网自动化的多Agent技术在含分布式电源的配电网继电保护中的研究[J].电力系统保护与控制，2011，（11）.
[2] 王富松.区域继电保护在含分布式电源配电网中的应用研究[D].重庆大学，2011.
[3] 钟毓铭.配电网自动化继电保护技术应用研究[J].科技与企业，2013，（11）.
[4] 黄宁生.浅谈配电网自动化的继电保护技术应用[J].企业技术开发，2013，（21）.
（编辑：东北亚） |
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