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篇1

【關(guān)鍵詞】：智能電網(wǎng)繼電保護(hù) 發(fā)展影響

中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

【正文】：

0引言

由于信息通信技術(shù)的快速發(fā)展、電氣設(shè)備關(guān)鍵制造工藝的技術(shù)突破，以及適應(yīng)大規(guī)模清潔能源接入、應(yīng)對(duì)氣候變化實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的需求，催生了智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展。因具有穩(wěn)定性、自愈性、安全性、兼容性、經(jīng)濟(jì)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，智能電網(wǎng)在世界各國(guó)得到了大量的推廣與應(yīng)用。國(guó)家在2009年對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行了全面的規(guī)劃，分三個(gè)階段運(yùn)用先進(jìn)的通信、信息及控制技術(shù)，全面完成以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的智能電網(wǎng)建設(shè)，目前正處于大規(guī)模建設(shè)階段，預(yù)計(jì)到2020年基本建成。繼電保護(hù)運(yùn)行狀況直接關(guān)系系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，現(xiàn)代大電網(wǎng)更是對(duì)繼電保護(hù)提出了更高要求。智能電網(wǎng)的發(fā)展使傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)發(fā)生很大的變化，電子式互感器、數(shù)字化變電站、廣域測(cè)量、交直流靈活輸電和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的廣泛運(yùn)用，給繼電保護(hù)的配置運(yùn)行帶來深刻影響。本文在研究智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，闡述了智能電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響，對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)發(fā)展有關(guān)問題進(jìn)行探討。

1 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的構(gòu)成

目前繼電保護(hù)正在向數(shù)字化、智能化，保護(hù)控制測(cè)量集成化以及數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。電網(wǎng)的分布式發(fā)電、交互式供電對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求，網(wǎng)絡(luò)通信與信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)深化應(yīng)用也為探索新的保護(hù)機(jī)理提供了幫助。智能電網(wǎng)能夠利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等重要設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，把得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來收集、整合，最后再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。利用這些數(shù)據(jù)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行的具體狀況，達(dá)到對(duì)保護(hù)性能及保護(hù)定值的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控、診斷與修正功能。除此之外，對(duì)保護(hù)裝置來說，保護(hù)收集的信息不但需要涵蓋本保護(hù)對(duì)象的運(yùn)行狀況，還需要與之密切相關(guān)的其它設(shè)備的運(yùn)行信息，確保故障的準(zhǔn)確識(shí)別，另外借助保護(hù)的智能診斷功能，在無人工干預(yù)情況下，可以迅速隔離故障、自行恢復(fù)運(yùn)行，防止事故擴(kuò)大和大面積停電狀況發(fā)生。因此智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作時(shí)不確定是否僅跳本保護(hù)對(duì)象，還可能在跳本保護(hù)對(duì)象時(shí)需發(fā)聯(lián)跳命令跳開別的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，還有可能僅發(fā)連跳命令跳開別的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，不跳開本保護(hù)對(duì)象。

典型智能變電站保護(hù)及自動(dòng)化配置聯(lián)絡(luò)如圖1所示。

圖1典型智能變電站保護(hù)及自動(dòng)化配置聯(lián)絡(luò)圖

2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的典型特征

智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，覆蓋通信、信息、計(jì)算機(jī)、傳感測(cè)量、新能源等技術(shù)，把發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)連接成一個(gè)高度智能化的網(wǎng)絡(luò)。智能電網(wǎng)繼電保護(hù)從設(shè)計(jì)、配置、運(yùn)維管理上都有許多不用于以往的新特性，其典型特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 數(shù)字化

智能電網(wǎng)的一個(gè)重要特征是數(shù)字化，對(duì)繼電保護(hù)而言，一是測(cè)量手段的數(shù)字化，廣泛采用電子式互感器和數(shù)字接口；二是信息傳輸方式的數(shù)字化，傳統(tǒng)變電站采用的模擬量電纜傳輸和狀態(tài)量電纜傳輸方式將被以光纖為媒介的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳輸所代替。圖1所示系統(tǒng)圖中電子式互感器取代了基于電磁感應(yīng)原理的傳統(tǒng)互感器。

電子式互感器的優(yōu)越性在于其采用光電轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行測(cè)量，體積小、絕緣性能好。對(duì)繼電保護(hù)其最大的優(yōu)勢(shì)是傳輸頻帶寬、暫態(tài)性能好，不存在電磁式互感器和電容式電壓互感器等傳統(tǒng)互感器的測(cè)量誤差和暫態(tài)特性，能很好地將電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)變換到二次側(cè)。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)及智能化儀器、設(shè)備的推廣，傳統(tǒng)的互感器將逐步退出運(yùn)行。

電子式互感器采用網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置和智能斷路器連接，大大簡(jiǎn)化了二次回路接線,易于維護(hù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化

智能電網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)是數(shù)字化變電站，近年來基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站建設(shè)逐步鋪開，已出現(xiàn)500 kV全數(shù)字化示范變電站,各網(wǎng)、省公司都在大力推廣數(shù)字化變電站建設(shè)。

數(shù)字化變電站最大的特點(diǎn)是采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的分布分層的結(jié)構(gòu)體系，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模、數(shù)據(jù)自描述，采用抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特殊通信服務(wù)映射(SCSM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備間的信息共享和互操作。

圖1所示智能變電站系統(tǒng)圖分為三個(gè)工作控制層面（過程層、間隔層、站控層），三個(gè)工作層面的各組件通過基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的MMS網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)、SV網(wǎng)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。MMS服務(wù)應(yīng)用于設(shè)備和監(jiān)控后臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)各裝置信號(hào)上送、測(cè)量上送、定值操作、控制操作和故障報(bào)告上送等功能。GOOSE服務(wù)應(yīng)用于保護(hù)、測(cè)控、智能終端等智能化設(shè)備之間的通訊服務(wù)，通過廣播方式傳送報(bào)文數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)裝置之間互相通信及信息共享。SV服務(wù)主要完成采樣值的網(wǎng)絡(luò)傳輸。該接線形式大大簡(jiǎn)化了保護(hù)采樣、出口跳閘及保護(hù)屏柜之間二次電纜接線，使全站信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化。

對(duì)繼電保護(hù)來說，數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)化帶來了兩方面的變革，一是信息獲取，雖然繼電保護(hù)主保護(hù)的功能仍然保持不變，但由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓蚕硇?，可以獲取全站相關(guān)設(shè)備元件的信息(電氣量信息)；二是信息發(fā)送，由于采用帶數(shù)字接口的智能斷路器，跳合閘等控制信號(hào)的傳輸方式也由二次電纜改為數(shù)字信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.3 輸電靈活化

智能電網(wǎng)的一個(gè)最大特點(diǎn)就是輸電效率的提高，控制手段的靈活。智能電網(wǎng)中必然大量采用諸如可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置、靜止無功補(bǔ)償裝置、電能質(zhì)量控制裝置、統(tǒng)一潮流控制器及STATCOM等交流靈活輸電技術(shù)。另外，我國(guó)電網(wǎng)的交直流混合輸電的特征也使電網(wǎng)中非線性可控電力元件數(shù)量大大增加。以電力電子器件的廣泛應(yīng)用為特征的智能電網(wǎng)的故障暫態(tài)過程與僅有同步發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)元件的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將有顯著的不同。

電網(wǎng)暫態(tài)過程的復(fù)雜性及電網(wǎng)運(yùn)行方式靈活控制造成的多變性，使現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置面臨較大考驗(yàn)。

2.4 廣域化

近年來，隨著我國(guó)電網(wǎng)信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，各網(wǎng)、省公司都在大力推進(jìn)基于PMU的WAMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，繼電保護(hù)信息專用網(wǎng)絡(luò)也已初步建成，將成為智能電網(wǎng)控制的重要環(huán)節(jié)。雖然WAMS網(wǎng)絡(luò)和繼電保護(hù)信息系統(tǒng)建設(shè)的初衷不是為繼電保護(hù)服務(wù)，但利用其提供的廣域信息來提高后備保護(hù)的性能、提高安全自動(dòng)裝置的性能卻值得思考。

3 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)需關(guān)注的問題

智能電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn)，信息化和數(shù)字化的特征使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別，作為繼電保護(hù)專業(yè)，也需要適應(yīng)其發(fā)展，進(jìn)行相關(guān)的研究工作。

3.1利用數(shù)字化提高保護(hù)性能

電子式互感器獨(dú)特的工作原理和傳輸性能的提高使繼電保護(hù)不需要再考慮電流互感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問題。電氣量信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸也為繼電保護(hù)裝置性能的提高帶來了便利條件。但無論是電子式互感器、智能組件還是光纖傳輸系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求都很高，目前數(shù)字化變電站中測(cè)控保護(hù)交換機(jī)等數(shù)字化組件均在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)分散布置，如何適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境保持連續(xù)可靠運(yùn)行是一個(gè)重要課題。同時(shí)如何簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的輔助功能，利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)的整體性能，也是是未來繼電保護(hù)發(fā)展需要研究的核心問題。

3.2提升繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化配置形態(tài)下運(yùn)行可靠性

基于IEC61850網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化變電站改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)信息獲取和信號(hào)發(fā)送的媒介，利用網(wǎng)絡(luò)上共享的站內(nèi)其它相關(guān)電氣元件的信息提高主保護(hù)的性能，利用共享的控制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置,是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)研究的前沿性問題。網(wǎng)絡(luò)化帶來共享信息的同時(shí)，也帶來基于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩詥栴}。與傳統(tǒng)二次電纜的傳輸方式不同，基于網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)傳輸?shù)目煽啃员仨毜玫奖ＷC。數(shù)字化變電站條件下繼電保護(hù)的可靠性問題及如何進(jìn)行保護(hù)配置保證可靠性是網(wǎng)絡(luò)化二次回路的關(guān)鍵問題。

3.3提升安全自動(dòng)裝置性能

PMU和WAMS網(wǎng)絡(luò)為電力系統(tǒng)安全防御和緊急控制提供廣域信息，能夠利用其已建成的網(wǎng)絡(luò)，提高對(duì)時(shí)間敏感性不強(qiáng)的后備保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的性能，改變現(xiàn)有保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的延時(shí)整定原則，使其能夠在某些情況下及時(shí)判斷系統(tǒng)故障，采取措施避免大停電等惡性事故的發(fā)生。

3.4研究繼電保護(hù)在線整定技術(shù)

自適應(yīng)保護(hù)的思想在繼電保護(hù)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用，限于條件，傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)僅能根據(jù)被保護(hù)線路的運(yùn)行情況對(duì)定值進(jìn)行調(diào)整，不能利用全網(wǎng)信息準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地判斷運(yùn)行方式來調(diào)整定值。智能電網(wǎng)的發(fā)展有望改變這一現(xiàn)狀,從而實(shí)現(xiàn)在線整定。

3.5研究繼電保護(hù)新原理與新技術(shù)

風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等新能源接入的隨機(jī)性和間歇性，使電網(wǎng)接入安全問題日益受到重視，相應(yīng)的調(diào)度方式在智能電網(wǎng)背景下將更快、更靈活地調(diào)整傳輸方式和潮流方向。以電力電子控制為依托的電網(wǎng)靈活控制方式將改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障暫態(tài)特征，研究適應(yīng)智能電網(wǎng)靈活控制的繼電保護(hù)新原理與新技術(shù)是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)相關(guān)研究的一個(gè)關(guān)鍵問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革，是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。如今，智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)全面鋪開，建設(shè)過程中新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用將給繼電保護(hù)專業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，相關(guān)研究的深入，繼電保護(hù)專業(yè)要適應(yīng)電網(wǎng)需求向智能化方向發(fā)展，緊跟電網(wǎng)建設(shè)步伐，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供可靠技術(shù)支持。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]林宇鋒,鐘金,吳復(fù)立.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,

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關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng)繼電保護(hù)影響

中圖分類號(hào)：TU856文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動(dòng)向,被認(rèn)為是21世紀(jì)電力系統(tǒng)重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢(shì)。作為全球最大的公用事業(yè)企業(yè),國(guó)家電網(wǎng)公司根據(jù)我國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,結(jié)合大力發(fā)展風(fēng)電等清潔新能源政策,充分考慮世界電網(wǎng)發(fā)展新趨勢(shì)及我國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)狀,提出了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù),構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo);形成了“一個(gè)目標(biāo)、兩條主線、三個(gè)階段、四個(gè)體系、五項(xiàng)內(nèi)涵、六個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)”的發(fā)展戰(zhàn)略框架;制定了從發(fā)電到用戶各應(yīng)用環(huán)節(jié)和通信信息平臺(tái)的發(fā)展路線;明確了總體發(fā)展目標(biāo)、分階段建設(shè)目標(biāo)和重點(diǎn)工程,并對(duì)社會(huì)綜合經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了初步分析評(píng)估。

智能電網(wǎng)將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài),電子式互感器、數(shù)字化變電站技術(shù)、廣域測(cè)量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)的大量應(yīng)用,必然對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來影響。

1 智能電網(wǎng)的定義和特點(diǎn)

盡管各國(guó)專家針對(duì)提高電網(wǎng)智能化水平及等級(jí)已經(jīng)達(dá)成共識(shí),但是,智能電網(wǎng)仍處于起步研究階段,尚無明確的定義。由于發(fā)展環(huán)境和驅(qū)動(dòng)因素不同,各國(guó)的電網(wǎng)企業(yè)和組織均以自己的方式理解智能電網(wǎng)。對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行研究和實(shí)踐,各國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展的思路和重點(diǎn)也各不相同。因此,智能電網(wǎng)的概念處于不斷豐富、發(fā)展階段。

1.1 美國(guó)

美國(guó)電力科學(xué)研究院定義的智能電網(wǎng)可以描述為以下5個(gè)主要特征。

a.自愈性

復(fù)雜的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)并及時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)問題以避免或減少故障失電和電壓不穩(wěn)等電力供應(yīng)質(zhì)量問題。

b.安全性

電網(wǎng)可以在自然狀態(tài)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控狀態(tài)下更安全運(yùn)行,新技術(shù)的應(yīng)用和新設(shè)備的配置能夠更好地識(shí)別和應(yīng)對(duì)人為破壞及自然侵害。

c.兼容性

電網(wǎng)能夠支持廣泛分散電源的使用。標(biāo)準(zhǔn)化的電力網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)和通信界面接點(diǎn)將使用戶可以就地連接燃料電池、風(fēng)能、生物能等可再生能源發(fā)電及其它分散的電源,并以簡(jiǎn)單的“即插即用”方式使用。

d.交互性

用戶可以更好地控制自己的用電設(shè)備、裝置,無論是家庭用戶還是工商業(yè)用戶,電網(wǎng)將與智能建筑物的能源管理系統(tǒng)相連,以幫助用戶管理其能源使用,并減少能耗開銷。

e.高效性

電網(wǎng)將達(dá)到更優(yōu)化的輸配量比,從而減少電力成本。電網(wǎng)的升級(jí)將提高輸電網(wǎng)的輸送能力,使輸送容量最優(yōu)化,減少損耗,使最低成本發(fā)電的電源得到最高利用率。同時(shí)可以更好地協(xié)調(diào)電力輸送與

當(dāng)?shù)刎?fù)荷的匹配、地區(qū)間能源流動(dòng)與通信傳輸量之間的關(guān)系。

1.2 歐盟

歐盟委員會(huì)將智能電網(wǎng)的特性概括為:一是靈活性,滿足用戶對(duì)電力的多樣化需求;二是易接入性,保證所有用戶都可接入電網(wǎng),尤其是高效清潔的太陽(yáng)能、生物能等可再生能源發(fā)電能夠就地入網(wǎng);三是可靠性,提高電力供應(yīng)的可靠性與安全性;四是經(jīng)濟(jì)性,通過改革及競(jìng)爭(zhēng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)最有效的能源管理,提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司

國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本特征的定義為技術(shù)上體現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化;管理上體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。信息化是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的實(shí)施基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)及非實(shí)時(shí)信息的高度集成、共享與利用;數(shù)字化是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的主要實(shí)現(xiàn)形式,定量描述電網(wǎng)對(duì)象、結(jié)構(gòu)、特性及狀態(tài),實(shí)現(xiàn)各類信息的精確高效采集與傳輸;自動(dòng)化是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要實(shí)現(xiàn)手段,依靠先進(jìn)的自動(dòng)控制策略,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行控制自動(dòng)化水平的全面提高與管理水平的全面提升;互動(dòng)化是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的內(nèi)在要求,實(shí)現(xiàn)電源、電網(wǎng)和用戶的友好互動(dòng)和相互協(xié)調(diào)。堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵。堅(jiān)強(qiáng)可靠是具有堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應(yīng)能力;經(jīng)濟(jì)高效是提高電網(wǎng)運(yùn)行和輸送效率,降低運(yùn)營(yíng)成本,促進(jìn)能源資源和電力資產(chǎn)的高效利用;清潔環(huán)保,促進(jìn)可再生能源開發(fā)和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清潔電能在終端能源消費(fèi)中的比重;透明開放是電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享,電網(wǎng)無歧視開放;友好互動(dòng)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活調(diào)整,友好兼容各類電源和用戶接入與退出,促進(jìn)發(fā)電企業(yè)和用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)。

2 智能電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響

智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ),充分利用先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、新能源技術(shù),把發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)互聯(lián)成一個(gè)高度智能化的新型網(wǎng)絡(luò)。作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定第一道防線的繼電保護(hù),按傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置不能適應(yīng)于智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)將影響現(xiàn)有繼電保護(hù)的應(yīng)用。

a.數(shù)字化

智能電網(wǎng)的一個(gè)重要特征是數(shù)字化,對(duì)繼電保護(hù)而言:一是測(cè)量手段的數(shù)字化,廣泛采用電子式互感器和數(shù)字接口;二是信息傳輸方式的數(shù)字化,傳統(tǒng)變電站采用的模擬量電纜傳輸和狀態(tài)量電纜傳輸方式將被以光纖為媒介的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳輸所代替。

電子式互感器的優(yōu)越性在于其采用光電轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行測(cè)量,體積小、絕緣性能好。對(duì)繼電保護(hù)其最大的優(yōu)勢(shì)是傳輸頻帶寬、暫態(tài)性能好,不存在電磁式互感器和電容式電壓互感器等傳統(tǒng)互感器的測(cè)量誤差和暫態(tài)特性,能很好地將電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)傳到二次側(cè)。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)及智能化儀器、設(shè)備的推廣,傳統(tǒng)的互感器將逐步退出運(yùn)行。

電子式互感器采用網(wǎng)絡(luò)接口,通過網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置和智能斷路器連接,大大簡(jiǎn)化了二次回路接線,易于維護(hù)。

b.網(wǎng)絡(luò)化

近年來基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站建設(shè)逐步鋪開,已出現(xiàn)500 kV全數(shù)字化示范變電站,各網(wǎng)、省公司都在大力推廣數(shù)字化變電站建設(shè)。

數(shù)字化變電站最大的特點(diǎn)是IEC61850采用分布分層的結(jié)構(gòu)體系,面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模,數(shù)據(jù)自描述,采用抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特殊通信服務(wù)映射(SCSM)技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備間的互操作能力,面向未來的開放體系結(jié)構(gòu)。

對(duì)繼電保護(hù)來說,數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)化帶來了2方面的變革:一是信息獲取,雖然繼電保護(hù)主保護(hù)的功能仍然是“自掃門前雪”,但由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓蚕硇?可以獲取全站相關(guān)設(shè)備元件的信息(電氣量信息);二是信息發(fā)送,由于采用帶數(shù)字接口的智能斷路器,跳合閘等控制信號(hào)的傳輸方式也由二次電纜改為數(shù)字信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

c.廣域化

近年來,隨著我國(guó)電網(wǎng)信息化進(jìn)程不斷推進(jìn),大多數(shù)網(wǎng)、省公司都在大力推進(jìn)基于PMU的WAMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè),繼電保護(hù)信息專用網(wǎng)絡(luò)也已初步建成,將成為智能電網(wǎng)控制的重要環(huán)節(jié)。雖然WAMS網(wǎng)絡(luò)和繼電保護(hù)信息系統(tǒng)建設(shè)的初衷不是為繼電保護(hù)服務(wù),但利用其提供的廣域信息來提高后備保護(hù)的性能、提高安全自動(dòng)裝置的性能卻值得思考。

d.輸電靈活化

智能電網(wǎng)的一個(gè)最大特點(diǎn)就是輸電效率的提高,控制手段的靈活。智能電網(wǎng)中必然大量采用諸如可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置、靜止無功補(bǔ)償裝置、電能質(zhì)量控制裝置、統(tǒng)一潮流控制器及STATCOM等交流靈活輸電技術(shù)。另外,我國(guó)電網(wǎng)的交直流混合輸電的特征也使電網(wǎng)中非線性可控電力元件數(shù)量大大增加。以電力電子器件的廣泛應(yīng)用為特征的智能電網(wǎng)的故障暫態(tài)過程與僅有同步發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)元件的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將有顯著的不同。

電網(wǎng)暫態(tài)過程的復(fù)雜性及電網(wǎng)運(yùn)行方式靈活控制造成的多變性,使現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置面臨較大考驗(yàn)。

3 值得關(guān)注的繼電保護(hù)相關(guān)問題

近年來,由于信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,繼電保護(hù)專業(yè)得到了較大的發(fā)展,繼電保護(hù)裝置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本滿足。我國(guó)繼電保護(hù)在原理上能夠滿足我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的要求。

智能電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn),信息化和數(shù)字化的特征使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別,作為繼電保護(hù)專業(yè),也需要適應(yīng)其發(fā)展,進(jìn)行相關(guān)的研究工作。

a.利用數(shù)字化提高保護(hù)性能

互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護(hù)不需要再考慮電流互感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問題。電氣量信息傳輸?shù)恼鎸?shí)性也為繼電保護(hù)裝置性能的提高帶來了便利條件。如何簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的輔助功能,利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)的整體性能,是未來繼電保護(hù)發(fā)展需要研究的核心問題。

b.網(wǎng)絡(luò)化將改變繼電保護(hù)的配置形態(tài)

基于IEC61850網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化變電站改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)信息獲取和信號(hào)發(fā)送的媒介,利用網(wǎng)絡(luò)上共享的站內(nèi)其它相關(guān)電氣元件的信息提高主保護(hù)的性能,利用共享的控制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置,是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)研究的前沿性問題。網(wǎng)絡(luò)化帶來共享信息的同時(shí),也帶來基于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩詥栴}。與傳統(tǒng)二次電纜的傳輸方式不同,控制信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性必須得到保證。數(shù)字化變電站條件下繼電保護(hù)的可靠性問題及如何進(jìn)行保護(hù)配置保證可靠性是網(wǎng)絡(luò)化二次回路的關(guān)鍵問題。

c.提高安全自動(dòng)裝置性能

PMU和WAMS網(wǎng)絡(luò)為電力系統(tǒng)防御和緊急控制提供廣域信息,能夠利用其已建成的網(wǎng)絡(luò),提高對(duì)時(shí)間敏感性不強(qiáng)的后備保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的性能,改變現(xiàn)有保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的延時(shí)整定原則,使其能夠在某些情況下及時(shí)判斷系統(tǒng)故障,采取措施避免大停電等惡性事故的發(fā)生。

d.繼電保護(hù)新原理與新技術(shù)

風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等新能源接入的隨機(jī)性,使電網(wǎng)接入安全問題日益受到重視,相應(yīng)的調(diào)度方式在智能電網(wǎng)背景下將更快、更靈活地調(diào)整傳輸方式和潮流方向。以電力電子控制為依托的電網(wǎng)靈活控制方式將改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障暫態(tài)特征,研究適應(yīng)智能電網(wǎng)靈活控制的繼電保護(hù)新原理與新技術(shù)是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)相關(guān)研究的一個(gè)關(guān)鍵問題。

e.在線整定技術(shù)

自適應(yīng)保護(hù)的思想在繼電保護(hù)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用,限于條件,傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)僅能根據(jù)被保護(hù)線路的運(yùn)行情況對(duì)定值進(jìn)行調(diào)整,不能利用全網(wǎng)信息準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地判斷運(yùn)行方式來調(diào)整定值。智能電網(wǎng)的發(fā)展有望改變這一現(xiàn)狀,從而實(shí)現(xiàn)在線整定。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革,是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。如今,智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)開始,建設(shè)過程中新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用將給繼電保護(hù)專業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),相關(guān)研究的深入,繼電保護(hù)專業(yè)要適應(yīng)電網(wǎng)需求向智能化方向發(fā)展,跟進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)步伐,為智能電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn):

篇3

[關(guān)鍵詞]智能變電站技術(shù)；繼電保護(hù)；影響；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM76；TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0125-01

引言

智能變電站技術(shù)的發(fā)展直接影響到智能電網(wǎng)的發(fā)展，是建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，電網(wǎng)運(yùn)行中繼電保護(hù)環(huán)節(jié)對(duì)安全性的要求最高，所以智能變電站對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)主要是在繼電保護(hù)工作中所進(jìn)行。為確保電力事業(yè)的安全運(yùn)行，需要對(duì)變電站技術(shù)與繼電保護(hù)的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步深入的研究。

1 智能變電站技術(shù)概念

智能變電站技術(shù)是合理運(yùn)用現(xiàn)階段較為先進(jìn)、環(huán)保、低碳的技術(shù)手段，并且在運(yùn)行過程當(dāng)中較為穩(wěn)定的智能設(shè)備，將變電站的數(shù)字化水平以及信息化水平進(jìn)行相應(yīng)的提升的，并且使其能在運(yùn)行過程當(dāng)中按照相關(guān)的規(guī)定，自動(dòng)完成對(duì)于相關(guān)信息的采集，數(shù)據(jù)的測(cè)量的一項(xiàng)智能化的技術(shù)。在智能變電站技術(shù)運(yùn)行過程當(dāng)中，需要對(duì)變電站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理的監(jiān)控等，使其能夠?qū)崿F(xiàn)變電站以及變電站之間，或者電網(wǎng)與電網(wǎng)之間的自由調(diào)度，并且符合現(xiàn)代社會(huì)需求的新型變電站。電力系統(tǒng)自動(dòng)化全球通用標(biāo)準(zhǔn)使得我國(guó)傳統(tǒng)的變電站實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能化，交互的標(biāo)準(zhǔn)化，以及實(shí)用的互動(dòng)化。一次設(shè)備智能化是智能變電站的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，使用較為廣泛的一次設(shè)備主要有智能斷路器以及智能變壓器。

2 智能變電站技術(shù)及其對(duì)繼電保護(hù)的影響

2.1 繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息與保護(hù)原理的影響

電磁互感器被電子互感器所取代，造成機(jī)電保護(hù)元數(shù)據(jù)出現(xiàn)極大程度轉(zhuǎn)變。以往電磁互感器中部分計(jì)算方法、整定原則要得到優(yōu)化與重估，電子互感器所造成的數(shù)據(jù)信息延遲、同步等相互問題，對(duì)繼電保護(hù)構(gòu)成一定影響，應(yīng)當(dāng)對(duì)繼電保護(hù)展開全面評(píng)估，有效發(fā)揮電子互感器所具備的的頻帶寬度、線性度及響應(yīng)速度等方面優(yōu)點(diǎn)特征，促進(jìn)形成繼電保護(hù)的新算法、新原理。繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸方法同樣出現(xiàn)極大程度轉(zhuǎn)變。由信息網(wǎng)絡(luò)傳輸代替了過去二次電纜連接，從而使繼電保護(hù)的跨間隔保護(hù)變得更加便捷靈活。

2.2 繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制與體系的影響

以往繼電保護(hù)采樣―計(jì)算―出口―出口一體化模式被智能網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交換所取代。無需對(duì)保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)信息及保護(hù)對(duì)象進(jìn)行綁定，極大的提升了對(duì)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展開調(diào)用、存儲(chǔ)，對(duì)各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)展開統(tǒng)一管理，對(duì)各種系統(tǒng)功能展開應(yīng)用等的可能性，一定程度縮減了保護(hù)設(shè)備的工作難度，給維護(hù)功能組態(tài)與實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)保護(hù)提供了數(shù)據(jù)傳遞的廣闊平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交換、交換機(jī)智能化消除了過去不可測(cè)不可控的難題。基于國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)所提出的過程層網(wǎng)絡(luò)，屬于智能變電站獨(dú)特的形態(tài)，可使繼電保護(hù)缺乏可靠性的難題得以消除。借助交換機(jī)智能電子設(shè)備，將對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息交換變得能夠測(cè)控、能夠預(yù)警，確保繼電保護(hù)可動(dòng)態(tài)了解二次網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)可靠性情形，并采取針對(duì)的處理對(duì)策，從而極大改善智能繼電保護(hù)可靠性水平。

2.3 繼電保護(hù)架構(gòu)調(diào)試與運(yùn)維的影響

智能變電站繼電保護(hù)構(gòu)成形態(tài)、運(yùn)行模式出現(xiàn)了極大程度的轉(zhuǎn)變，繼電保護(hù)運(yùn)維技術(shù)規(guī)范及準(zhǔn)則研究存在一定的滯后性。利用二次信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸，能夠?qū)赖浔Ｗo(hù)開展二次回路監(jiān)測(cè)，從而優(yōu)化繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作。結(jié)合國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，二次信息展開全面建模，促使變電站全部設(shè)備實(shí)現(xiàn)建模一體化，一經(jīng)出現(xiàn)變電站設(shè)備更換、擴(kuò)建等情況，怎么去對(duì)配置科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)文等展開實(shí)時(shí)修改，屬于時(shí)下智能變電站亟待解決的問題。

3 智能變電站繼電保護(hù)優(yōu)化措施

3.1 就地化間隔保護(hù)

現(xiàn)階段智能變電站大部分都采取新型一體化微機(jī)線路模式，變電器保護(hù)措施和繼電保護(hù)一同運(yùn)行，按照智能變電站設(shè)備實(shí)際情況，對(duì)線路合理進(jìn)行配置，這種設(shè)計(jì)模式能夠有效提高智能變電站穩(wěn)定性能，保障智能變電站設(shè)備及工作人員的安全。與此同時(shí)，智能變電站在安裝新型保護(hù)裝置過程中，經(jīng)常應(yīng)用電纜采集數(shù)據(jù)模式，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)字化處理，有效縮短反應(yīng)時(shí)間，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理劃分，最大程度提高智能變電站設(shè)備安全性能。

3.2 站域保o功能的應(yīng)用

站域保護(hù)實(shí)際上就是在相同網(wǎng)絡(luò)背景之下，通過計(jì)算機(jī)對(duì)智能變電站所產(chǎn)生的全部信息進(jìn)行調(diào)動(dòng)，站域保護(hù)在接受到危險(xiǎn)信號(hào)之后，計(jì)算機(jī)能夠及時(shí)進(jìn)行反饋，對(duì)設(shè)備進(jìn)行后備保護(hù)，信息傳輸整個(gè)流程全部通過電信號(hào)形式進(jìn)行傳輸，后備保護(hù)時(shí)間大幅度縮短，能夠有效滿足智能變電站對(duì)繼電保護(hù)靈敏性要求。

3.3 完善智能變電站設(shè)備

現(xiàn)階段，我國(guó)智能變電站所應(yīng)用的電氣設(shè)備基本上都屬于進(jìn)口產(chǎn)品，進(jìn)口電氣設(shè)備技術(shù)十分先進(jìn)，但是這些電氣設(shè)備都是按照自身國(guó)家變電站情況進(jìn)行研發(fā)制造，與我國(guó)變電站實(shí)際情況之間存在一定差異。這就需要變電站在對(duì)電氣設(shè)備選擇過程中，提高對(duì)電氣設(shè)備有關(guān)問題關(guān)注程度，對(duì)智能變電站設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，簡(jiǎn)化智能變電站設(shè)備數(shù)量，減少智能變電站端口。智能變電站設(shè)備及端口數(shù)量在減少之后，不僅僅能夠有效提高智能變電站設(shè)備操作質(zhì)量，還能夠有效提高智能變電站智能化水平，對(duì)智能變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。

3.4 完善繼電保護(hù)規(guī)章制度

為了增強(qiáng)繼電保護(hù)的穩(wěn)定性，建立專門的監(jiān)督管理制度和責(zé)任到個(gè)人的行為規(guī)范很有必要。由于變電站的生產(chǎn)模式或多或少都存在著相對(duì)應(yīng)的差異，因此，對(duì)各個(gè)變電站的實(shí)際情況進(jìn)行有效的分析，根據(jù)實(shí)際情況制定出相對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)規(guī)章制度，特別是在繼電保護(hù)裝置特性的選擇上，由于不同的變電站在選擇繼電保護(hù)裝置中存在著不同的差異，因此加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)的重視管理力度就顯得尤為重要。例如：對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行維護(hù)、故障分析等都應(yīng)當(dāng)建立嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，為變電站繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供基礎(chǔ)。

3.5 繼電保護(hù)監(jiān)控

加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控，在電力系統(tǒng)監(jiān)督上也應(yīng)該充分利用信息技術(shù)，建立電力系統(tǒng)故障監(jiān)督平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全天不間斷監(jiān)控，在人看不到的地方和時(shí)間段里，利用信息技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)有及時(shí)報(bào)警裝置進(jìn)行干預(yù)，保證迅速而有效的發(fā)送電力系統(tǒng)中的故障問題，及時(shí)處理、及時(shí)檢修、減少危害，提高繼電保護(hù)的穩(wěn)定性。在工作人員進(jìn)行維護(hù)和檢修時(shí)，嚴(yán)格的按照工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝、檢查、排除隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

智能變電站技術(shù)給繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)信息與保護(hù)原理、實(shí)現(xiàn)機(jī)制與體系、架構(gòu)調(diào)試與運(yùn)維帶來了一定的影響，要通過就地化間隔保護(hù)、站域保護(hù)功能的應(yīng)用、完善智能變電站設(shè)備、完善繼電保護(hù)規(guī)章制度、加強(qiáng)繼電保護(hù)監(jiān)控等措施，來優(yōu)化智能變電站繼電保護(hù)，為我國(guó)電力系統(tǒng)能夠良好地發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧林.智能變電站技術(shù)及其對(duì)繼電保護(hù)的影響[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，01：246.

[2] 戴靜.研究智能變電站技術(shù)及其對(duì)繼電保護(hù)的影響[J].科技傳播，2016，07：152+165.

篇4

【關(guān)鍵詞】不對(duì)稱斷線;繼電保護(hù);影響

1.引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)﹄娏Φ囊蕾囆栽絹碓綇?qiáng)，對(duì)電力安全的要求也越來越高，電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，這就意味著確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行勢(shì)在必行。電網(wǎng)運(yùn)行過程中，不對(duì)稱斷線故障一旦發(fā)生，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生很大的電流，極有可能造成設(shè)備燒毀，同時(shí)引起大面積的斷電現(xiàn)象，對(duì)人們的生產(chǎn)生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都會(huì)造成很大的影響。近年來，電網(wǎng)管理自動(dòng)化的程度越來越高，很多變電站也實(shí)現(xiàn)了無人值班，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，在這種情況下，就需要利用繼電保護(hù)系統(tǒng)確保供電系統(tǒng)的安全。繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用，由于電網(wǎng)環(huán)境越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需要，因此需要不斷的對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行改進(jìn)或者重新設(shè)計(jì)，確保在不對(duì)稱斷線故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠及時(shí)作出反應(yīng)。

2.常見的斷線故障及其危害

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，不對(duì)稱短線故障一般有兩相短路和三相短路兩種形式，其中三相短路故障所造成的危害最大，三相短路故障時(shí)，會(huì)瞬間生成特別大的電流，電氣設(shè)備的使用壽命縮短，甚至是直接過熱、燒毀，還有可能引起火災(zāi)，由于線路中的電壓過低，正常用電的用戶也會(huì)受到很大的影響，其次，三相電壓不對(duì)稱還會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流，導(dǎo)致電機(jī)過熱，降低其工作效率。

不管是主、變還是高壓、低壓母線上出現(xiàn)斷線都有可能造成保護(hù)引出跳閘，主變中性點(diǎn)不接地的情況下，不管是什么形式的發(fā)電機(jī)出口斷線和高壓斷線都是負(fù)序引出跳閘;主變中性點(diǎn)直接接地的情況下，高壓斷線由主變零序啟動(dòng)跳閘。若故障的運(yùn)行電流比額定電流小，由于斷線種類和運(yùn)行方式的差異，保護(hù)啟動(dòng)的情況也不同，可能跳閘，也可能不跳閘，對(duì)于跳閘的故障，工作人員要準(zhǔn)確的做出判斷，要以最快的速度解決故障。判斷不跳閘的故障時(shí)，要區(qū)分一次斷線和二次斷線，兩種情況都會(huì)啟動(dòng)負(fù)序過負(fù)保護(hù)，但是一次斷線時(shí)三相電流不等，二次斷線時(shí)一次三相電流平衡。

3.不對(duì)稱斷線

所有的不對(duì)稱運(yùn)行都可以看作是三相阻抗不相等，而斷線不對(duì)稱是三相阻抗不相等特殊方式。將斷相看作是斷口阻抗，剩下的兩相在斷口相阻抗為零，同不對(duì)稱短路分析一樣。

首先，要根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)和接線圖將各序網(wǎng)絡(luò)做出，其次，由斷相種類的不同，確定斷相處的邊界條件，建立復(fù)合序網(wǎng)，再次，將斷口處電壓電流的各序分量計(jì)算出來，同時(shí)將各序網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)電和壓電流的序?qū)ΨQ分量計(jì)算出來，最后，綜合得出全電壓和全電流。

4.不對(duì)稱斷線對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響

4.1 需要提供可靠性

不對(duì)稱斷線故障發(fā)生時(shí)，往往伴隨著三相電壓的不對(duì)稱，接著會(huì)造成三相電流的不對(duì)稱，就會(huì)造成電氣設(shè)備過載，因此，需要利用繼電保護(hù)裝置避免這種情況的發(fā)生，而且對(duì)于繼電保護(hù)裝置有著很高的要求，在不對(duì)稱斷線故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)依據(jù)當(dāng)時(shí)的情況做出準(zhǔn)確的判斷，確保裝置做出準(zhǔn)確的動(dòng)作，繼電保護(hù)裝置會(huì)在需要的時(shí)候及時(shí)發(fā)揮作用，正常情況下，繼電保護(hù)裝置也不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。

繼電保護(hù)裝置的安全可靠性既取決于裝置的出廠質(zhì)量，也與繼電保護(hù)裝置日常中的保養(yǎng)和維護(hù)有關(guān)，這就要求在繼電保護(hù)裝置的選擇上，要選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，并在平時(shí)做好保養(yǎng)和維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決裝置存在的問題，確保繼電保護(hù)裝置一直處于良好的工作狀態(tài)。常見的繼電保護(hù)裝置如圖1所示。

圖1 常見的繼電保護(hù)裝置

4.2 對(duì)繼電保護(hù)的選擇性影響

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，為了減小故障對(duì)設(shè)備造成的危害，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)對(duì)受故障影響的設(shè)備斷開，同時(shí)還要確保在故障電路的保護(hù)裝置拒動(dòng)的時(shí)候，相鄰設(shè)備的保護(hù)裝置能夠?qū)⑵鋽嚅_。近年來，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，因此只是核對(duì)后備設(shè)備進(jìn)行保護(hù)是不夠的，還需要利用附近的裝置對(duì)其保護(hù)，發(fā)生短路故障時(shí)，附近的保護(hù)裝置會(huì)在變壓器主保護(hù)舉動(dòng)的情況下對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，因此對(duì)線路進(jìn)行設(shè)置時(shí)，為了盡可能的提高安全性和可靠性，要確保繼電保護(hù)裝置能夠充分實(shí)現(xiàn)選擇性。

在此基礎(chǔ)上，設(shè)置變電線路保護(hù)時(shí)，可以考慮選擇遠(yuǎn)程保護(hù)，不對(duì)稱斷線故障一旦發(fā)生，極有可能會(huì)造成二次回路故障和直流電源故障，進(jìn)而導(dǎo)致裝置拒動(dòng)，這時(shí)選擇遠(yuǎn)程保護(hù)，有利于提高電力系統(tǒng)的安全性，因此，遠(yuǎn)程保護(hù)應(yīng)該廣泛應(yīng)用于變壓器的繼電保護(hù)中，在遠(yuǎn)程保護(hù)不能發(fā)揮其功能時(shí)，再進(jìn)行近的后備保護(hù)的設(shè)置。

4.3 對(duì)速度性的影響

速度性指的是在不斷線故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置要在最短的時(shí)間采取最正確的動(dòng)作對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，盡可能的減少過載電流和過載電壓對(duì)設(shè)備的影響，同時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的速度還要滿足選擇性的要求，一般設(shè)備價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，低壓電力設(shè)備中也不采用，只是在高壓電力設(shè)備和電力線路中采用，在高壓配變電電網(wǎng)中，特別是在不對(duì)稱斷線故障的處理中，繼電保護(hù)裝置的快速動(dòng)作對(duì)保護(hù)變電設(shè)備具有十分重要作用，由于不對(duì)稱斷線故障發(fā)生時(shí)，電流和電壓會(huì)瞬間升高，這時(shí)就需要繼電保護(hù)裝置能在短時(shí)間內(nèi)做出準(zhǔn)確的動(dòng)作。

4.4 對(duì)于靈敏性的影響

繼電保護(hù)裝置的安全性與可靠性在一定程度上也與靈敏度有關(guān)，靈敏度既不能太高，也不能太低，恰當(dāng)?shù)撵`敏度才能確保繼電保護(hù)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，只有能夠準(zhǔn)確的判斷異常電流，才能準(zhǔn)確的做出保護(hù)動(dòng)作。凡是與要求相符的繼電保護(hù)裝置，故障在規(guī)定范圍內(nèi)出現(xiàn)時(shí)，無論短路點(diǎn)有沒有過渡電阻，也不管短路的性質(zhì)和短路的位置，繼電保護(hù)裝置都能做出準(zhǔn)確的動(dòng)作，不管是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的單相短路，還是經(jīng)過較大的電阻過渡，又或者是在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下經(jīng)過三相短路，繼電保護(hù)裝置都能做出動(dòng)作。

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式指的是在被保護(hù)線路末端短路故障的情況下，系統(tǒng)等效阻抗最大，流過繼電保護(hù)裝置的短路電流就是最小的運(yùn)行方式;系統(tǒng)最大運(yùn)行方式指的是在被保護(hù)線路末端短路故障的情況下，系統(tǒng)等效阻抗最下，流過繼電保護(hù)裝置的短路電流就是最大的運(yùn)行方式。阻抗、電壓和電流等故障參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要按照實(shí)際情況，采取最不利的故障類型和運(yùn)行方式進(jìn)行極端，增加裝置的靈敏性，也就是增加繼電保護(hù)裝置的依賴性，在一定程度上與安全性相矛盾，對(duì)于不同作用的保護(hù)和被保護(hù)的線路的設(shè)備，要求的靈敏度系數(shù)也不相同。

5.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)發(fā)電機(jī)的過流保護(hù)是造成斷線的主要原因，眾所周知，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越快，人們對(duì)電網(wǎng)的依賴性越來越大，對(duì)電網(wǎng)安全性的要求也越來越高，電網(wǎng)系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，就會(huì)給人民的生產(chǎn)生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的，不斷線故障發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的電流，就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)設(shè)備發(fā)熱，甚至是燒毀，研究不對(duì)稱斷線對(duì)變電繼電保護(hù)的影響是未來不對(duì)稱斷電研究的主要方向，具有十分重要的意義，有利于促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]韓智玲，侯貿(mào)軍.以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的的繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)[J].電氣時(shí)代，2005（6）.

篇5

1.1 次諧波的產(chǎn)生和危害

1.1.1 諧波定義和生成

諧波是一個(gè)周期電量的正弦波分量，其頻率通常是基波部分的頻率整數(shù)倍。這部分的諧波功率更大的范圍基本頻率組件的非正弦電源周期的傅里葉分解。諧波頻率是一個(gè)整數(shù)倍數(shù)的基本的頻率，我們也常常稱為諧波。

1.1.2 諧波的危害

諧波污染對(duì)電力系統(tǒng)安全、 穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在的威脅，對(duì)周圍的電子環(huán)境影響大。具體的危害如下所示：

電源供應(yīng)的影響。對(duì)電容器諧波的影響。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，約 70%在電容器的諧波故障出現(xiàn)。研究顯示有礦物油浸漬絕緣電容器電壓畸變的兩年增加一倍的介質(zhì)損耗因數(shù)的 5%的條件下運(yùn)行。在諧波函數(shù)中，電源線損壞，但也大大改善。高次諧波產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流旋轉(zhuǎn)電機(jī)鐵損耗增加，同步電機(jī)過熱阻尼線圈或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子、 轉(zhuǎn)子生成額外的銅損。此外，引起振動(dòng)轉(zhuǎn)矩的諧波電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速變化定期。失真造成的電壓、 電機(jī)和變壓器絕緣壽命會(huì)縮短。

繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響。諧波的影響，從而導(dǎo)致的主變壓器和總線復(fù)雜壓過流保護(hù)復(fù)合電壓鎖定的元素開始被誤。也造成跳閘事故發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)故障。錄像機(jī)故障的故障，影響實(shí)際故障記錄。由諧波電磁和靜電誘導(dǎo)，通信干擾。諧波干擾強(qiáng)度取決于距離的諧波電壓、 電流、 頻率和輸電線路和通信線路和幀長(zhǎng)度的大小。

電力計(jì)量和文書中的角色常用的說明。研究表明高次諧波和負(fù)頻率誤差感應(yīng)式電能，廣泛使用的電路的諧波含量不能準(zhǔn)確地衡量。當(dāng)趨勢(shì)的諧波和基本方向，該文書將會(huì)較少的電源，在發(fā)生的諧波電壓線性用戶，測(cè)量時(shí)的諧波及基本趨勢(shì)，感應(yīng)式電能表相反的方向不能被諧波和基代數(shù)和波能量網(wǎng)格諧波反措施-也部分抵消的根本動(dòng)力。很明顯，合理的解決辦法，產(chǎn)生的電能計(jì)量，影響下的諧波不僅經(jīng)濟(jì)意義，并有助于諧波污染。

可見，諧波嚴(yán)重影響電源系統(tǒng)是正常、 穩(wěn)定和安全的操作。

1.2 諧波對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響

1.2.1 高次諧波的各類保護(hù)的影響

1）諧波電磁繼電器

電磁式電壓繼電器，與通過線圈的電流有效值平方成正比。線圈匝數(shù)的阻抗元件的阻抗是不同的頻率，增加的諧波行動(dòng)的理由是為了提高線圈的阻抗。諧波電壓接入繼電器。電磁繼電器慢，設(shè)置誤差值要求較低的諧波含量小于10％，諧波的影響不會(huì)太大。然而，當(dāng)諧波含量和諧波衰減和慢時(shí)，電磁繼電器由一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)事件造成的錯(cuò)誤。

2）諧波整流繼電器

整流距離保護(hù)裝置（如LH-21）的振蕩閉鎖經(jīng)常移動(dòng)，這些現(xiàn)象的原因是負(fù)序?yàn)V波器的三相電流單電壓（比負(fù)序電流），序列過濾器通過連接構(gòu)造之間的相電流互感器兩相電抗變壓器的連接。諧波電流和諧波是不相等的，非對(duì)稱和負(fù)序過濾器，具有很大的諧波輸出，加上分相電路諧波進(jìn)一步放大效應(yīng)，使整個(gè)直流脈沖，使保護(hù)誤動(dòng)。

3）諧波的微機(jī)保護(hù)諧波對(duì)計(jì)算機(jī)的保護(hù)作用：（1）電腦的電源系統(tǒng)；（2）模擬量輸入電路微控制器。當(dāng)微機(jī)模擬輸入電路包含諧波影響正常工作的微機(jī)保護(hù)，測(cè)量計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也不例外，在前面ADC的模擬低通濾波器抑制諧波和提高有用信號(hào)和干擾信號(hào)。

4）諧波距離保護(hù)

從元素的保護(hù)裝置，通常設(shè)置在基本阻抗。故障條件下，當(dāng)電流諧波（三次諧波），測(cè)得的阻抗相對(duì)的根本阻抗值可能有相當(dāng)大的錯(cuò)誤。所以當(dāng)阻抗接地故障電流通過高電阻接地阻抗主。如果應(yīng)采取的電流諧波濾波措施，否則會(huì)造成繼電器故障的可能性。通過實(shí)驗(yàn)，諧波含量小于5％，它具有繼電器諧波的影響不大。

1.2.2 繼電器的保護(hù)措施，以遏止諧波失真

繼電器性能的評(píng)價(jià)通常采用三項(xiàng)措施：靈敏度，選擇性和快速的行動(dòng)。導(dǎo)致性能惡化的主要原因，輸入電流和電壓波形畸變之一。

硬件保護(hù)裝置（模擬）和軟件（數(shù)字濾波器），去除直流分量和諧波分量的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及各種保護(hù)動(dòng)作精度。

模擬濾波器通常使用以下幾種類型：1）帶通濾波器的諧振式電流互感器；2）帶通濾波器，利用運(yùn)算放大器，由于其規(guī)模小，精度高的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛使用。

數(shù)字濾波器是由軟件實(shí)現(xiàn)，因此不會(huì)受到外部環(huán)境的影響（如溫度），高可靠性，高標(biāo)準(zhǔn)。不像模擬濾芯差異的影響過濾效果，有沒有元件老化和負(fù)載阻抗匹配。此外，數(shù)字濾波器，具有高度的靈活性，當(dāng)需要改變?yōu)V波器的性能只能被編程。

2 通流計(jì)算的諧波分布

牛頓－拉夫遜法是為解決流動(dòng)方程的方法，最成功的，不僅在大多數(shù)情況下，更快的收斂與前兩年的風(fēng)險(xiǎn)之間沒有分歧，可以大大減少計(jì)算時(shí)間。牛頓的過程實(shí)質(zhì)上是求解非線性方程組到相應(yīng)的線性方程組求解的過程中，這通常被稱為一個(gè)線性過程。

3 結(jié)論

諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響很大，如何更好地減小諧波對(duì)繼電保護(hù)的干擾，繼而維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是繼電保護(hù)工作者的一項(xiàng)值得研究的課題。同時(shí)，通過繼電保護(hù)自動(dòng)裝置加強(qiáng)對(duì)諧波的監(jiān)測(cè)從而減小諧波對(duì)電力系統(tǒng)的污染也是江蘇省電力公司的一項(xiàng)迫切任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；變電系統(tǒng)；影響

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，繼電保護(hù)也變得非常多樣化。不僅方式不再單一，并且繼電保護(hù)的影響范圍也更加廣泛。為了保證變電系統(tǒng)更好的進(jìn)行變電工作，同時(shí)對(duì)居民的生活和工作用電提供一個(gè)較強(qiáng)的保證，我們必須利用繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化變電系統(tǒng)的運(yùn)行。另一方面，還要對(duì)地區(qū)的情況進(jìn)行調(diào)研，每個(gè)地區(qū)的變電工作都存在一定的差異，結(jié)合市民對(duì)電力資源的實(shí)際需求，加上合理的繼電保護(hù)方式，才能讓變電系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用。本文就繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響進(jìn)行一定的討論。

1 繼電保護(hù)的概述

1.1 概念

對(duì)于繼電保護(hù)來說，很多的人雖然聽過，但是卻沒有辦法說出個(gè)所以然來。為了進(jìn)一步討論繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響。本文在此首先闡述一下繼電保護(hù)的概念。在變電系統(tǒng)正常的運(yùn)行過程中，不僅僅需要一些輔助的設(shè)備，同時(shí)還需要一系列的技術(shù)來幫助變電系統(tǒng)更好的運(yùn)行，對(duì)外部和內(nèi)部產(chǎn)生一些有效的保障。繼電保護(hù)就是眾多的保障措施之一，而且效果比較值得肯定，因此在近幾年的發(fā)展中，獲得了廣泛的應(yīng)用。從理論上來說，繼電保護(hù)是由一個(gè)或者幾個(gè)保護(hù)元件組合而成的設(shè)備，屬于自動(dòng)化設(shè)備的范疇。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，一旦出現(xiàn)線路故障或者設(shè)備故障，繼電保護(hù)裝置會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)、跳閘的指令，在根本上防止事態(tài)進(jìn)一步嚴(yán)重化。另一方面，能夠有效保護(hù)系統(tǒng)的安全，避免安全事故的發(fā)生。

1.2 繼電保護(hù)的主要任務(wù)

對(duì)于繼電保護(hù)來說，現(xiàn)階段的主要任務(wù)分為兩點(diǎn)。首先，繼電保護(hù)需要有效的監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。變電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，不可能完全靠人工來進(jìn)行監(jiān)督，而且由于變電系統(tǒng)比較復(fù)雜，單單靠人工來進(jìn)行監(jiān)控工作，很有可能產(chǎn)生遺漏。繼電保護(hù)則不同，它能夠?qū)ψ冸娤到y(tǒng)的日常運(yùn)行全方位的監(jiān)控。當(dāng)變電系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，繼電保護(hù)便會(huì)第一時(shí)間做出反應(yīng)，不僅會(huì)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)還會(huì)自動(dòng)跳閘，避免惡性事件發(fā)生。其次，繼電保護(hù)會(huì)及時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備的異常情況。電氣設(shè)備在出現(xiàn)的異常情況的時(shí)候，會(huì)第一時(shí)間通知工作人員趕到現(xiàn)場(chǎng)處理，從而避免產(chǎn)生較大的損失。由此可見，繼電保護(hù)的功能較多，而且可以有效的幫助變電系統(tǒng)運(yùn)行。

2 繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響

從以上表述來看，繼電保護(hù)的確能夠?qū)ψ冸娤到y(tǒng)產(chǎn)生較大的積極影響。但是具體應(yīng)用后的效果仍然需要在實(shí)踐以后才能得到肯定。在此，本文將繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響進(jìn)行一定的表述：

2.1 變壓器瓦斯保護(hù)

變壓器瓦斯保護(hù)可以反應(yīng)變壓器內(nèi)部的漏油故障以及匝間短路故障等所有形式的故障，有著非常高的靈敏度。變壓器瓦斯保護(hù)的一個(gè)主要元件是氣體繼電器，其位于油枕和油箱之間的連接管。當(dāng)變壓器在發(fā)生故障的時(shí)候，它的絕緣物和油就會(huì)發(fā)生一定的分解反應(yīng)，并且產(chǎn)生很多的氣體，為了讓這部分氣體能夠較為順暢的通過連接管，從而流到油枕當(dāng)中，就需要保證連接管和變壓器頂蓋存在一個(gè)合理的坡度。當(dāng)氣體通過氣體繼電器的時(shí)候，變壓器的瓦斯保護(hù)就會(huì)啟動(dòng)，從而達(dá)到保護(hù)變壓器的作用。通過以上的闡述能夠清楚的看到，利用繼電保護(hù)的原理，可以對(duì)變壓器的瓦斯起到較強(qiáng)的保護(hù)作用，而且用時(shí)較短。

2.2 電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)產(chǎn)生的積極影響之一。很多的地區(qū)的變電系統(tǒng)較為復(fù)雜，在發(fā)生問題的時(shí)候，常規(guī)手段并沒有辦法對(duì)事故進(jìn)行一個(gè)較好的控制。針對(duì)這樣的情況，電流速斷保護(hù)就能夠達(dá)到一個(gè)較高的工作水準(zhǔn)。從客觀的角度來分析，一些容量相對(duì)較小的變壓器，比較適合應(yīng)用這種保護(hù)方式。我們可以在實(shí)際的工作中，將電流速斷保護(hù)安放在變壓器的電源側(cè)面，這樣一來，既不會(huì)占用太多的空間，同時(shí)還不會(huì)影響日常的保護(hù)工作。電流速斷保護(hù)擁有一個(gè)較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，那就是接線比較簡(jiǎn)單，反應(yīng)也非常的迅速。另一方面，電流速斷保護(hù)還能夠通過與變壓器瓦斯保護(hù)的有效配合，二者之間互相彌補(bǔ)劣勢(shì)，從而形成一個(gè)內(nèi)部的變壓器保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)變電運(yùn)行產(chǎn)生較大的積極影響。

2.3 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

它是變電系統(tǒng)變壓器上的一種主保護(hù)，可以很好的對(duì)故障發(fā)生范圍進(jìn)行區(qū)分，并且反應(yīng)出各種類型的短路故障，例如引線短路、繞組短路等，同時(shí)能及時(shí)切除位于其保護(hù)范圍以內(nèi)的所有元件短路故障。此種保護(hù)方式能夠?qū)ψ冸娤到y(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一個(gè)全面的保障，從現(xiàn)有的情況來看，當(dāng)從縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)，配合相應(yīng)的重合閘裝置動(dòng)作，可以有效切除電力系統(tǒng)上一些瞬時(shí)故障和臨時(shí)故障，并有效保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和提高用戶供電的可靠性。當(dāng)遇到永久性故障時(shí)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)更是能快速切除故障點(diǎn)，防止故障事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，保護(hù)非故障設(shè)備的安全運(yùn)行，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

2.4 過電流保護(hù)

對(duì)于變電系統(tǒng)來說，無論是否應(yīng)用繼電保護(hù)，都需要設(shè)置過電流保護(hù)。其主要作用是反應(yīng)變壓器外部相間短路故障而發(fā)生的過電流。對(duì)于變電系統(tǒng)來說，在正常運(yùn)行的情況下，當(dāng)然不會(huì)發(fā)生問題。但是隨著居民的用電量不斷的提高，國(guó)家在發(fā)電的過程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)疏漏，這個(gè)時(shí)候就需要過電流保護(hù)，否則會(huì)擴(kuò)大損失。從現(xiàn)階段的發(fā)展來看，過電流保護(hù)是最簡(jiǎn)單的保護(hù)方式，以此為基礎(chǔ)，低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)在其上增設(shè)了低壓繼電器，而復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)則又是在低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了負(fù)序電壓繼電器。從任何一個(gè)角度來看，過電流保護(hù)無疑是繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響是非常積極的。在今后的工作中，仍然要對(duì)其不斷的深化和加強(qiáng)。

2.5 過負(fù)荷保護(hù)

變電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，不僅僅需要過電流保護(hù)，同時(shí)還需要過負(fù)荷保護(hù)。在日常的設(shè)置當(dāng)中，變電系統(tǒng)會(huì)有一定的負(fù)荷范圍，在其范圍之內(nèi)，變電系統(tǒng)自身就能夠很好的處理，如果超出應(yīng)有的范圍，勢(shì)必會(huì)引起一定的事故。利用繼電保護(hù)的原理，能夠有效的進(jìn)行過負(fù)荷保護(hù)，從而避免一系列安全問題的產(chǎn)生。

3 總結(jié)

本文對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行了一定的闡述，同時(shí)將繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)的影響進(jìn)行了一定的討論，從現(xiàn)有的情況來看，很多地區(qū)的變電系統(tǒng)并沒有良好的應(yīng)用繼電保護(hù)的方式和原理。因此，在今后的工作中，需要結(jié)合實(shí)際的發(fā)展情況，讓繼電保護(hù)對(duì)變電系統(tǒng)產(chǎn)生更大的積極影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮少輝.淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（07）.

篇7

關(guān)鍵詞 不對(duì)稱斷線；繼電保護(hù)；影響

中圖分類號(hào)TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）52-0018-01

1 概述

隨著我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，數(shù)字化以及自動(dòng)化的管理手段在整個(gè)電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。其中自動(dòng)化技術(shù)在整個(gè)電力系統(tǒng)中的采用，在很大程度上減少了工作人員的重復(fù)勞動(dòng)，提高了工作效率，縮短工作時(shí)間，進(jìn)而提高了整個(gè)電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。但是不可否認(rèn)，我國(guó)的電網(wǎng)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，還存在著很多的問題，這樣繼電保護(hù)系統(tǒng)作為維護(hù)電網(wǎng)安全的重要手段越來越受到相關(guān)部門的重視。因此，為了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)中可能存在的安全隱患，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行，就需要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。在電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際工作中，不對(duì)稱短線的發(fā)生具有十分嚴(yán)重的危害，一點(diǎn)出現(xiàn)斷線故障，電網(wǎng)中的電流就會(huì)在瞬時(shí)加大，對(duì)變壓器等設(shè)備造成很大的沖擊，甚至?xí)斐勺儔浩鞯臒龤?，進(jìn)而導(dǎo)致大面積的停電故障，針對(duì)這種情況，就需要采取繼電保護(hù)措施。

2 常見斷線故障及危害

不對(duì)稱短線故障在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的表現(xiàn)形式十分多樣，主要有以下幾種：三相短路、兩相短路、兩相接地短路。在這些之中，三相短路的危害最為嚴(yán)重。在發(fā)生三相短路故障時(shí)，線路中的電流在瞬間增大，從而嚴(yán)重危害整個(gè)線路中的電器設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的燒毀，頻繁的故障會(huì)造成電器設(shè)備壽命周期大大縮短。短路發(fā)生時(shí)還會(huì)造成線路中的電壓降低，影響經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)以及居民的日常用電，甚至還會(huì)造成大面積的停電事故。除此之外，短路還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。

3 不對(duì)稱斷線對(duì)繼電保護(hù)裝置影響

3.1 需要提供可靠性

不對(duì)稱短線造成三相電壓的不對(duì)稱，引起三相電流的不對(duì)稱，最終導(dǎo)致線路中的電氣設(shè)備由于電流過大而遭到損壞。為了避免這種情況的發(fā)生，就需要可靠性高的繼電保護(hù)裝置，也就是說繼電保護(hù)裝置能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的實(shí)際情況做出準(zhǔn)確的動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，要對(duì)不同的情況做出靈活準(zhǔn)確的反應(yīng)。另一方面，在不應(yīng)該發(fā)生動(dòng)作的時(shí)候能夠不產(chǎn)生誤動(dòng)。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要由生產(chǎn)廠家的出場(chǎng)質(zhì)量以及日后對(duì)于其維護(hù)的水平共同決定的。總的來說應(yīng)該選擇元件質(zhì)量高的合格產(chǎn)哦，回路采取盡可能簡(jiǎn)單的接線方式，并且定期對(duì)裝置進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)以及調(diào)試，確保其反應(yīng)的靈敏以及狀態(tài)的可靠。

3.2 對(duì)繼電保護(hù)的選擇性影響

繼電保護(hù)裝置應(yīng)該具備相應(yīng)的選擇判斷能力也就是說電網(wǎng)一點(diǎn)出現(xiàn)短路故障，繼電保護(hù)裝置能夠進(jìn)行相應(yīng)的判斷對(duì)于受到影響的設(shè)備優(yōu)先進(jìn)行切除。如果故障設(shè)備或者線路的保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)的情況，那么就有附近的保護(hù)裝置對(duì)其進(jìn)行切除。但是由相鄰的設(shè)備進(jìn)行故障設(shè)備切除的時(shí)候，往往會(huì)造成大范圍的斷電。由于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這給后備設(shè)備的保護(hù)工作造成可極大的困難，一般采用就近原則對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱斷線時(shí)，與變壓器距離最近的保護(hù)裝置應(yīng)該能夠在短路器拒動(dòng)的情況下對(duì)其進(jìn)行必要的保護(hù)，這就是變電站繼電保護(hù)中的選擇性保護(hù)。所以在線路設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)每個(gè)需要重點(diǎn)保護(hù)的設(shè)備都要進(jìn)行相應(yīng)的選擇性設(shè)計(jì)，以便在短路器出現(xiàn)拒動(dòng)時(shí)能夠?qū)χ匾O(shè)備提供必要的保護(hù)。

除此之外，由于一旦出現(xiàn)不對(duì)稱斷線故障，斷路器以及二次回路都有出現(xiàn)拒動(dòng)的可能性，為了避免這種情況的發(fā)生，在對(duì)重要設(shè)備的后備繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中可以考慮遠(yuǎn)程保護(hù)設(shè)備，這樣的設(shè)計(jì)成本較低，且提高了可靠性。

3.3 對(duì)速動(dòng)性的影響

一旦出現(xiàn)不對(duì)稱斷線故障，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該以最短的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)，采取相應(yīng)的動(dòng)作對(duì)主要的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。這樣可以將故障發(fā)生時(shí)過大的電流對(duì)設(shè)備的沖擊降到最低。繼電保護(hù)裝置的速動(dòng)性必須建立在選擇性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上的，否則時(shí)間再短，如果采取的是錯(cuò)的動(dòng)作就沒有意義了。由于設(shè)備的價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于低壓設(shè)備一般沒有使用的必要，大多用于高壓線路以及電氣設(shè)備之中。

而在高壓配變電電網(wǎng)中，對(duì)變電設(shè)備的保護(hù)需要繼電保護(hù)設(shè)備的快速動(dòng)作，這對(duì)于不對(duì)稱斷線引發(fā)的故障尤其適用。因?yàn)椴粚?duì)稱斷線會(huì)在線路中產(chǎn)生瞬間的強(qiáng)電流，對(duì)設(shè)備造成沖擊時(shí)間越長(zhǎng)，損害就越大，如果繼電保護(hù)裝置以最短的時(shí)間做出正確的反應(yīng)動(dòng)作，將會(huì)使電流對(duì)于設(shè)備的損壞降到最低。

實(shí)際上，對(duì)不同電壓等級(jí)和不同結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)，切除故障的最小時(shí)間有不同的要求。例如，對(duì)于35kV~60kV配電網(wǎng)絡(luò)，通常0.5s~0.7s； 110kV~330kV高壓電網(wǎng)，約為0.15s~0.3s；500kV及以上超高壓電網(wǎng)，約為0.1s~0.12s。目前國(guó)產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置，在一般情況下，完全可以滿足上述電網(wǎng)對(duì)快速切除故障的要求。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。

3.4 對(duì)于靈敏性的影響

靈敏度時(shí)一把雙刃劍，繼電保護(hù)的靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)是可靠性聯(lián)系在一起的，也就是在故障面前采取正確的動(dòng)作的基礎(chǔ)。只有對(duì)異常電流進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷才能作出準(zhǔn)確的保護(hù)動(dòng)作。只有滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)才能在規(guī)定的范圍內(nèi)作出這樣的動(dòng)作。符合要求的繼電保護(hù)裝置，在規(guī)定范圍內(nèi)的故障出現(xiàn)時(shí)，不管短路的位置和短路的性質(zhì)，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，都會(huì)作出正確的動(dòng)作，即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的三相短路時(shí)采取可靠動(dòng)作，而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的電阻過渡兩相或者單相短路的時(shí)候也能動(dòng)作。

所謂系統(tǒng)最大運(yùn)行方式就是被保護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式就是在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。故障參數(shù)如電流、電壓和阻抗等的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)實(shí)際可能的最不利的運(yùn)行方式和故障類型來進(jìn)行。增加靈敏性，即增加了保護(hù)動(dòng)作的信賴性，但有時(shí)與安全性相矛盾。對(duì)不同作用的保護(hù)及被保護(hù)的設(shè)備和線路，所要求的靈敏系數(shù)不同。

篇8

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電； 配電網(wǎng)繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著科技的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，資源的利用率也將大幅度提高。分布式發(fā)電正是可以高效利用資源、安全的進(jìn)行發(fā)電的方式。然而隨著分布式發(fā)電的廣泛運(yùn)用和不斷的發(fā)展過程中，發(fā)現(xiàn)分布式發(fā)電的弊端就是一旦大量使用分布式發(fā)電將會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的沖擊，并且會(huì)改變配電網(wǎng)絡(luò)之中電流大小方向等等多種因素。配電網(wǎng)繼電保護(hù)能夠使電力網(wǎng)絡(luò)更加的穩(wěn)定、安全，增加了電力網(wǎng)絡(luò)的可靠性。而本文主要淺析了分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響。

一、配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置

因配電網(wǎng)一般呈輻射狀網(wǎng)絡(luò)，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，方便使用運(yùn)行。配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置是同配電網(wǎng)絡(luò)存在著最為直接的聯(lián)系，故配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置對(duì)于整個(gè)配電網(wǎng)有著至關(guān)重要的關(guān)系，有必要單獨(dú)介紹與分析。變電站中接近母線的線路斷路器處是配電網(wǎng)繼電保護(hù)的重要位置，其中將會(huì)配置過電流、定時(shí)限電流、瞬時(shí)電流三段式電流進(jìn)行保護(hù)。這就是典型的配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置。其中過電流的保護(hù)與定時(shí)限電流速斷保護(hù)都可以有效保護(hù)電流線路的總長(zhǎng)，而瞬時(shí)電流速斷保護(hù)無法保護(hù)電流線路的總長(zhǎng)。一般的電路為了簡(jiǎn)化保護(hù)裝置，經(jīng)常選擇過電流保護(hù)與瞬時(shí)電流速斷保護(hù)兩種保護(hù)裝置合成為一個(gè)二段式保護(hù)，并且使用三相一次的重合閘方法，保護(hù)電流線路的總長(zhǎng)。其中三相一次的重合閘可以使得發(fā)生了故障的電路能夠盡快的恢復(fù)電力供應(yīng)。

二、分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

分布式發(fā)電與配電網(wǎng)絡(luò)相連接之后，使得從前的網(wǎng)絡(luò)增加了更多的電源，成為了一個(gè)多電源網(wǎng)絡(luò)。分布式發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運(yùn)行后，無疑會(huì)對(duì)原先的配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一定的影響。這些影響中最為主要的是產(chǎn)生故障電流的影響以及對(duì)于整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)裝置的影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)接入造成的影響使得整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)形態(tài)以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變，同時(shí)也使得配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)的可靠性大大降低，故障出現(xiàn)率也會(huì)有所增加，故障出現(xiàn)后的排除也增加了不少的難度。故我們需要研究分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，有以下幾點(diǎn)：（1）配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)接入配網(wǎng)后，原配電網(wǎng)成為多電源網(wǎng)絡(luò)，使得多個(gè)無故障電路中均可能感應(yīng)到多電源網(wǎng)絡(luò)單一故障引起的故障電流，使得其它無故障電路速斷保護(hù)的誤啟動(dòng)，擴(kuò)大電網(wǎng)事故范圍。（2）三相一次重合閘失效。當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)電路后，由于多電源導(dǎo)致線路故障時(shí)，僅僅發(fā)生保護(hù)動(dòng)作跳閘而不將分布式發(fā)電方式從電路之中移除，分布式發(fā)電系統(tǒng)將會(huì)繼續(xù)為故障點(diǎn)輸送短路電流，致使故障點(diǎn)的位置無法確定。重合閘也會(huì)重合于故障狀態(tài)，使得重合閘失去效果。（3）配電系統(tǒng)保護(hù)裝置靈敏度下降。當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電路中后，所產(chǎn)生的故障電流將會(huì)由原系統(tǒng)以及分布式發(fā)電系統(tǒng)兩者所提供，在保護(hù)定值未發(fā)生改變的情況下，使得保護(hù)裝置僅能夠感受到原系統(tǒng)所提供的故障電流，使得目前的保護(hù)裝置靈敏度降低，故分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量大小與配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置靈敏度息息相關(guān)。在分布式發(fā)電系統(tǒng)剛剛出現(xiàn)的一段時(shí)間之內(nèi)，人們通常會(huì)使用減少分布式發(fā)電接入電路的方式來降低其對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)裝置的影響。但是分布式發(fā)電系統(tǒng)通常使用微網(wǎng)的方式接入配電系統(tǒng)。微網(wǎng)是一種可以并網(wǎng)或者選擇獨(dú)立兩種運(yùn)行方式的電子系統(tǒng)。這種電力系統(tǒng)使得整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生更多不確定的故障，更加容易受到外界的干擾。使得以前的配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置在這種情況之下，對(duì)于電路的保護(hù)、故障的分析判斷以及對(duì)于故障的整定配合都可能失去原有的保護(hù)范圍和保護(hù)效果。以至于產(chǎn)生更大的影響：

1對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響

在未接入分布式發(fā)電方式的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中，所有的負(fù)荷會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)電壓發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)。越靠近線路末端的方向，電壓波動(dòng)就會(huì)越發(fā)強(qiáng)烈，當(dāng)所有的負(fù)荷都集中在配電系統(tǒng)的末端，對(duì)于配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響就會(huì)更加明顯。這種分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)電壓的影響主要由于兩個(gè)方面的問題造成的：（1）分布式發(fā)電的啟動(dòng)與停止還有輸送功率大小都具有隨機(jī)性，使得分布式發(fā)電電源與所連接的負(fù)荷無法協(xié)調(diào)工作，可能使得輸出的電壓出現(xiàn)質(zhì)量問題。（2）電壓的變動(dòng)如果與分布式發(fā)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，將會(huì)使得輸出端到負(fù)荷端電壓的變動(dòng)與負(fù)荷需求的變動(dòng)而變動(dòng)，將會(huì)使得系統(tǒng)電壓受到限制。

2 分布式發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置整合的影響

即使繼電保護(hù)整定是根據(jù)綜合繼電保護(hù)性能提供的合理裝置，但同樣的分布式發(fā)電系統(tǒng)給配電網(wǎng)繼電保護(hù)帶來了不少的影響。因配電網(wǎng)電網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)改變，而電網(wǎng)中相應(yīng)的電流保護(hù)定值不變，大大影響了保護(hù)裝置的靈敏度，使得配合難度相應(yīng)的增加，部分故障只有通過并網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)來處理相應(yīng)的問題。

3短路電流所受到分布式發(fā)電的影響

電網(wǎng)中出現(xiàn)故障的時(shí)候，將會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊短路電流進(jìn)入配電網(wǎng)中，大大超出了配電網(wǎng)短路時(shí)產(chǎn)生短路電流的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)造成不同程度地沖擊與損害，而其中的本應(yīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的配電網(wǎng)保護(hù)裝置相關(guān)的逆功率繼電器也無法正常的發(fā)揮相應(yīng)的作用，無法阻止分布式發(fā)電對(duì)網(wǎng)配電網(wǎng)輸出功率。

三、分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置影響的解決方案

上述分析可以看出分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置可能產(chǎn)生巨大的影響，使得配電網(wǎng)出現(xiàn)相應(yīng)的故障并且難以排除。故預(yù)防與解決這些影響，是我們?cè)谑褂梅植际桨l(fā)電的同時(shí)，更應(yīng)該思考與分析的問題。由于分布式發(fā)電與配電網(wǎng)的配合需要更加完善及合理的管理，配置相應(yīng)的能夠做出快速、準(zhǔn)確反應(yīng)的保護(hù)繼電器，并加強(qiáng)監(jiān)管監(jiān)控力度，采用新型的監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)對(duì)負(fù)荷的控制，將可能產(chǎn)生的影響降到最低，這些都是我們現(xiàn)在可以達(dá)到的預(yù)防的程度。而相應(yīng)的解決方案有以下的幾種：

1降低分布式發(fā)電的規(guī)模。這種方法可以從最為根本的部分來將分布式發(fā)電可能造成的影響降到了最低點(diǎn)。但是隨著需求的不斷增大，減少發(fā)電機(jī)組容納量這種方式將會(huì)顯得越來越?jīng)]有力度。

2加大監(jiān)控力度的同時(shí)，加大故障反應(yīng)力度的強(qiáng)度。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)的隔離、切斷故障點(diǎn)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)起到相應(yīng)的保護(hù)作用，迅速對(duì)于故障點(diǎn)進(jìn)行搶修，也可以使得造成的損失降到最低。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過上述對(duì)于分布式發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的影響的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)分布式發(fā)電將會(huì)隨著資源的日益緊張而發(fā)展更加迅速，并且這種方式也會(huì)極大地幫助我們解決能源緊缺造成的危機(jī)。而這一種新型的發(fā)電方式無疑會(huì)對(duì)原先較為傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)造成一定的影響，可能會(huì)使得整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的供電方面出現(xiàn)不少問題。所以今后電網(wǎng)發(fā)展過程中，我們?cè)诮邮芊植际桨l(fā)電給我們帶來的便利的同時(shí)，還要針對(duì)分布式發(fā)電所產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，并做出相應(yīng)的改進(jìn)，對(duì)于現(xiàn)在的分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)方式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使其更加適應(yīng)現(xiàn)在配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得分布式發(fā)電系統(tǒng)可以更加高效的工作，為人們提供更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)便利。

篇9

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；配電網(wǎng)；繼電保護(hù)

0 引言

隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的日益成熟且成本越來越低，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)成為利用這一資源的最好方式。然而，光伏發(fā)電有其自己的特點(diǎn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)，使配電系統(tǒng)從單系統(tǒng)放射狀網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榉植加兄行⌒拖到y(tǒng)的有源網(wǎng)絡(luò)，改變系統(tǒng)的潮流分布，進(jìn)而影響配電網(wǎng)繼電保護(hù)的合理性，對(duì)配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)造成一定的影響[1-2]。

目前國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)對(duì)此開展了大量的研究工作，主要包括光伏發(fā)電短路特性和計(jì)算模型，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及其接入位置、接入容量的不同對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)、重合閘、自動(dòng)化策略的影響等內(nèi)容。文獻(xiàn)[3]針對(duì)用戶側(cè)光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了分析，提出了繼電保護(hù)配置方案以及保護(hù)整定原則，為今后的工程應(yīng)用提供一定的借鑒。文獻(xiàn)[4]指出，分布式光伏發(fā)電接入中低壓配電網(wǎng)后，將對(duì)電流保護(hù)的靈敏性和選擇性產(chǎn)生影響，影響程度與光伏電源的接入位置、裝機(jī)容量有緊密的關(guān)系。同時(shí)，含分布式光伏發(fā)電的配電網(wǎng)不宜采用快速重合閘。文獻(xiàn)[5]采用動(dòng)態(tài)等值阻抗的建模方法，將光伏發(fā)電站表示為戴維南等效電路來研究光伏電站接入配電網(wǎng)后的繼電保護(hù)整點(diǎn)計(jì)算。

因此，本文從理論上分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，包括光伏系統(tǒng)接入位置和接入容量，并指出在今后配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置以及整定計(jì)算時(shí)，需考慮并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。本文的研究成果也為光伏并網(wǎng)發(fā)電的工程實(shí)施提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 光伏電源接入位置對(duì)繼電保護(hù)的影響

我國(guó)10kV配電網(wǎng)一般為單電源輻射形式并以三段式電流保護(hù)為主保護(hù)，圖1為10kV配電網(wǎng)基本接線圖。設(shè)系統(tǒng)容量為SS，系統(tǒng)電壓為ES，系統(tǒng)電抗XS，光伏發(fā)電系統(tǒng)容量為SE，光伏發(fā)電系統(tǒng)電壓為EP，等效阻抗為XP。各線路電抗值為X1、X2、X3、X4、X5、X6。K1、K2、K3、K4、K5、K6分別為本段末端發(fā)生三相接地短路。

由單輻射網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可知，故障發(fā)生在圖1所示配電網(wǎng)的6個(gè)不同位置時(shí)，短路電流的變化方向是一致的。下面假設(shè)K2處發(fā)生故障，保護(hù)2處測(cè)得短路電流Id2計(jì)算如下：

很明顯，保護(hù)2處的短路電流明顯增加。因此在K1、K2、K3、K4、K5、K6發(fā)生故障時(shí)，故障處的電流勢(shì)必會(huì)增大。故障處電流不僅由系統(tǒng)提供，還有光伏電源的影響。因此光伏電源在始端接入會(huì)使保護(hù)的范圍擴(kuò)大、降低保護(hù)的靈敏性。當(dāng)短路電流增大到一定值時(shí)，會(huì)使I段保護(hù)和下級(jí)的I段保護(hù)失去選擇性。情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)波及下級(jí)線路II段保護(hù)的選擇性。

同樣的方法可以分析光伏電源接入配電網(wǎng)中端或末端對(duì)繼電保護(hù)的影響。光伏電源在中端接入會(huì)使相鄰饋線保護(hù)的范圍擴(kuò)大、降低保護(hù)的靈敏性。當(dāng)短路電流增大到一定值時(shí)，會(huì)使I段保護(hù)和下級(jí)的I段保護(hù)失去選擇性，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)波及下級(jí)線路II段保護(hù)的選擇性；光伏電源在末端接入時(shí)，會(huì)使相鄰饋線的保護(hù)裝置的保護(hù)范圍變大，靈敏性降低，并有可能使相鄰饋線的保護(hù)失去選擇性，當(dāng)容量達(dá)到一定值時(shí)會(huì)使相鄰饋線的保護(hù)失去選擇性。

2 光伏電源接入對(duì)配網(wǎng)繼電保護(hù)影響的仿真分析

針對(duì)圖1所示的10kV配電網(wǎng)在PSCAD仿真軟件環(huán)境下進(jìn)行仿真計(jì)算，分析光伏電源接入對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析，其中光伏電池等效電路圖如圖2所示。

光伏并網(wǎng)發(fā)電采用增量電導(dǎo)法控制光伏電源輸出最大功率，其并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

根據(jù)光伏陣列可以組成5MW、10MW、20MW容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)接升壓斬波電路，并通過控制IGBT 的導(dǎo)通率，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤。后經(jīng)DC/AC轉(zhuǎn)換變流器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。配電網(wǎng)線路參數(shù)見表1。

當(dāng)光伏接入饋線末端時(shí)，接入容量分別為5MW、10MW、20MW時(shí)，數(shù)據(jù)如表2所示。

當(dāng)K2發(fā)生故障，相比未接入光伏電源時(shí)流經(jīng)保護(hù)2的短路電流增大，并隨著容量的上升短路電流增加的越多。流經(jīng)保護(hù)的4處的短路電流值，不隨容量的變化而變化。

光伏接入饋線中端時(shí)，接入容量分別為5、10、20MW時(shí)，數(shù)據(jù)如表3所示。

當(dāng)K2發(fā)生故障時(shí)，相比于未接入光伏電源的情況，保護(hù)2處的短路電流增大，保護(hù)4處為反向電流。當(dāng)K4發(fā)生故障時(shí)，流經(jīng)保護(hù)4短路電流變化不大。當(dāng)k5發(fā)生故障時(shí)，流經(jīng)保護(hù)5處的短路電流增加。

當(dāng)光伏接入饋線首端時(shí)，接入容量分別為5、10、20MW時(shí)，數(shù)據(jù)如表4所示。

當(dāng)K2發(fā)生故障時(shí)，相比與未接入光伏系統(tǒng)時(shí)短路電流增大。當(dāng)K4發(fā)生故障使，相比與未接入光伏系統(tǒng)時(shí)短路電流增大。并且隨容量的增加短路電流值隨著增加。

由以上的數(shù)據(jù)分析可知，我們所做的理論研究是正確的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析相匹配，驗(yàn)證上了理論分析的正確性。

3 結(jié)論

本文通過理析和仿真分析計(jì)算了光伏電源電源接入配電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響，理論分析和仿真計(jì)算的結(jié)果一致，并獲得如下結(jié)論：

（1）光伏電源接在配電網(wǎng)的始端時(shí)，其對(duì)配電網(wǎng)的短路電流有助增作用。短路電流變大，對(duì)電流保護(hù)的I段保護(hù)范圍擴(kuò)大，而II段保護(hù)又是根據(jù)下級(jí)線路I段整定，所以II保護(hù)范圍也相應(yīng)擴(kuò)大。

（2）當(dāng)光伏電源接在配電網(wǎng)的中端時(shí)，當(dāng)故障發(fā)生在本饋線光伏電源上游時(shí)，光伏電源接入對(duì)相鄰饋線不會(huì)產(chǎn)生影響。光伏電源會(huì)對(duì)下游繼續(xù)供電，并向短路處提供短路電流，形成孤島效應(yīng)。此時(shí)，接入的容量越大對(duì)本饋線故障處提供短路電流越大，對(duì)相鄰饋線、本饋線故障處保護(hù)的短路電流不會(huì)產(chǎn)生影響。

（3）光伏電源接在配電網(wǎng)的末端時(shí)，當(dāng)故障是發(fā)生在本饋線上時(shí)，其對(duì)本饋線故障處上游短路電流沒有影響，但故障點(diǎn)下游處會(huì)由光伏電源提供反向的短路電流，由于在故障段只有上游有保護(hù)裝置，所以下游會(huì)形成孤島效應(yīng)。光伏電源容量越大，對(duì)故障點(diǎn)下游提供的反向短路電流越大，由于沒有保護(hù)方向性可能產(chǎn)生誤動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】

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篇10

關(guān)鍵詞：分布式電源；繼電保護(hù)；配電網(wǎng)

前言

分布式電源具有規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、靈活度高等特點(diǎn)，在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，雖然該技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展卻極快，尤其是在配電網(wǎng)工程不斷發(fā)展的情況下，分布式電源已經(jīng)成為配電網(wǎng)中不可缺少的重要組成部分。當(dāng)然，在接入電網(wǎng)的過程中還需要考慮多種影響因素，針對(duì)不同的電網(wǎng)區(qū)域不僅要引入分布式電源，同時(shí)也要配有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備這樣才能起到對(duì)電網(wǎng)更好的保護(hù)作用。

1 分布式電源的概述

分布式電源這個(gè)概念在20世紀(jì)70年代美國(guó)提出的，主要是通過分散的方式將電源布置在用電用戶的附近，而且，都是一種小型模塊式的獨(dú)立電源，對(duì)環(huán)境有著較好的兼容性。從目前的配電網(wǎng)的發(fā)展來看，分布式電源還未能得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)閺哪硞€(gè)角度來分析，分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。例如，在風(fēng)場(chǎng)中的分布式電源應(yīng)用，具體如下（如圖1所示）。

圖1 風(fēng)場(chǎng)的分布式電源的應(yīng)用

2 配電網(wǎng)繼電保護(hù)的基本要求

配電網(wǎng)是為人們提供電能使用的主要輸送途徑，運(yùn)行的過程中也會(huì)受環(huán)境、自身以及設(shè)備等方面的影響而發(fā)生故障或運(yùn)行異常。如果發(fā)生故障的話，那么電力系統(tǒng)的故障電流會(huì)過大，對(duì)一些設(shè)備以及線路都造成極大的影響，不僅影響了正常的供電工作，故障甚至進(jìn)一步擴(kuò)大化，造成電壓崩潰、系統(tǒng)震蕩等嚴(yán)重事故；如果繼電保護(hù)出現(xiàn)運(yùn)行異常的話，那么對(duì)電力系統(tǒng)中的各個(gè)電氣元件可能會(huì)造成一定的危害，當(dāng)然，在這種情況下并沒有發(fā)生配電網(wǎng)故障運(yùn)行，如，配電網(wǎng)的過負(fù)荷、過電壓、系統(tǒng)震蕩等，繼電保護(hù)的工作異常將已經(jīng)發(fā)生的配電網(wǎng)故障認(rèn)為是無故障運(yùn)行，如果不能及時(shí)對(duì)其采取有效措施的話，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性都會(huì)造成嚴(yán)重的影響[1]。因此，必須要保證配電網(wǎng)中采用繼電保護(hù)裝置，而且要保證繼電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行，這樣才能對(duì)配電網(wǎng)起到一定的保護(hù)作用，才能保證配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性。

3 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析

3.1 繼電保護(hù)的拒動(dòng)、誤動(dòng)

正常來說電力系統(tǒng)中的潮流是單向的，也就是說，如果系統(tǒng)發(fā)生故障的話，那么故障電流是從配電網(wǎng)的系統(tǒng)電源側(cè)流向配電網(wǎng)線路的故障發(fā)生點(diǎn)，在這種情況下對(duì)故障電流存在影響的主要是線路的阻抗。如果將分布式電源接入電力系統(tǒng)之后的話，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)引入一些額外的線路故障電流源，這樣電路上就會(huì)存在著雙向的故障電流，在使用分布式電源向著線路的故障點(diǎn)處注入短路電流的話，那么主饋線上的繼電保護(hù)裝置所檢測(cè)到的線路故障電流值也會(huì)隨之減少，而在這種情況下對(duì)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作靈敏度會(huì)造成嚴(yán)重的影響，使之出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)的現(xiàn)象，不能有效的對(duì)配電網(wǎng)起到保護(hù)的效果[2]。

3.2 電力系統(tǒng)潮流非單向性

配電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)是由一個(gè)單電源網(wǎng)絡(luò)組成的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是呈輻射狀，其方向是由電力系統(tǒng)側(cè)流向負(fù)荷側(cè)，而要將分布式電源連接到配電網(wǎng)系統(tǒng)中的話，就會(huì)將變電系統(tǒng)的的電源變成一個(gè)多電源網(wǎng)絡(luò)，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，一旦系統(tǒng)供需出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，就會(huì)產(chǎn)生反向的潮流現(xiàn)象，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的電網(wǎng)繼電保護(hù)的話，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)造成極大的影響，也就是說，如果要將分布式電源接入配電網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的要求也會(huì)更高。另外，如果電力系統(tǒng)的總供需平衡的話，可再生能源的間歇性特點(diǎn)對(duì)地域性、周邊氣候環(huán)境有著較強(qiáng)的依賴性[3]。因此，它的出力很難對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，而在這種情況下，配電網(wǎng)系統(tǒng)的潮流正向時(shí)由可能出現(xiàn)反向的現(xiàn)象，對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的判斷產(chǎn)生影響。

3.3 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全造成影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)一種輻射狀的單電源供電系統(tǒng)，如果電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障電流或單向潮流的話，原有的繼電保護(hù)裝置將會(huì)及時(shí)、快速、有效的清除電流故障，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性有著極大的保障，然而，在接入分布式電源之后，電力系統(tǒng)中的電路結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生形式上的變化，也會(huì)對(duì)原有的繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性造成一定的影響[4]。另外，引入分布式電源的話，對(duì)電力系統(tǒng)也會(huì)造成一定的安全影響，例如，對(duì)設(shè)備造成的損壞，分布式電源會(huì)導(dǎo)致大量的故障電流出現(xiàn)，一旦超出了電網(wǎng)設(shè)備額定短路電流值的話，那么，就會(huì)造成電力設(shè)備出現(xiàn)安全問題。

4 分布式電源應(yīng)用到配電網(wǎng)中的幾點(diǎn)改進(jìn)措施

4.1 加裝故障限流器

從上述提到的分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響中得知，一旦線路發(fā)生短路故障的話，電流增大對(duì)外會(huì)呈現(xiàn)出高阻抗，為了避免這類現(xiàn)象可以在配電網(wǎng)線路上加裝故障限流器，能夠減少電路上的故障電流，可以有效解決這類問題，當(dāng)然，可以根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行情況也可以適當(dāng)?shù)倪x擇采用超導(dǎo)型的故障限流器。

4.2 加裝方向性元件以及斷路器

如果線路上接入分布式電源的話，在發(fā)生故障的情況下，潮流方向會(huì)產(chǎn)生反向，對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的功能產(chǎn)生一定的影響。對(duì)此，可以采用方向性元件，在線路接入分布式電源位置的上游兩側(cè)實(shí)施安裝，同時(shí)，在保護(hù)的對(duì)側(cè)也可以加裝斷路器，這樣對(duì)故障電路會(huì)進(jìn)行更好地控制，而且，會(huì)根據(jù)實(shí)際的故障情況進(jìn)行重合閘的操作，提高配電線路繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作的靈敏度?？梢詫?duì)配電線路段兩端注入功率的方向進(jìn)行判別，如果是一正一負(fù)的話，那么說明本線路區(qū)域存在故障[5-6]。另外，對(duì)于分布式電源下游的配網(wǎng)線路來說，可以將分布式電源轉(zhuǎn)換成為線路的輔助增電源，并對(duì)每段線路的保護(hù)進(jìn)行整定，將原有的三段式配網(wǎng)線路電流保護(hù)保留，這樣能夠有效地規(guī)避分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)帶來的影響。

4.3 加裝其他保護(hù)措施

配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性極其重要，一旦發(fā)生配電網(wǎng)故障也會(huì)對(duì)配網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響，雖然繼電保護(hù)裝置是保護(hù)電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要手段，但是，在分布式電源的引入之后，還依舊有很多無法預(yù)料的故障，對(duì)此，要在配電網(wǎng)中加入其它保護(hù)裝置，一方面避免分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)帶來的影響，可以保證繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，另一方面通過其他保護(hù)措施的應(yīng)用，進(jìn)一步提高配電網(wǎng)繼電保護(hù)的可靠性。通過在配電網(wǎng)線路上加裝電氣量作為度量單位的保護(hù)，如，方向比較式的眾聯(lián)保護(hù)，主要是通過輸電線路兩端功率相同方向或相反方向的特征來對(duì)配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)、區(qū)域外的故障進(jìn)行判斷分析。這樣可以進(jìn)一步提高配電網(wǎng)安全、可靠的運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明分布式電源在使用的過程中，能源利用率極高，而且，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響也極小，能夠有效地提高能源供應(yīng)的可靠性以及經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，分布式電源作為配電網(wǎng)中的新型供電模式，在未來的發(fā)展中也是電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種電源供電模式，通過文章對(duì)分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析，也針對(duì)各類影響因素提出了解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]許琴.含小容量分布式電源的配電網(wǎng)區(qū)域繼電保護(hù)研究[J].電工技術(shù)，2014（03）.

[2]陳建杰，郝永晶，紀(jì)元，高亮.分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)影響的仿真與分析[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（01）.

[3]張繼明.分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)保護(hù)的影響分析[J].中國(guó)電業(yè)（技術(shù)版）， 2013（12）.

[4]荊江平.分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)線路保護(hù)的影響及對(duì)策研究[J].電工電氣，2013（12）.