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電氣工程智能系統(tǒng)對繼電保護的應(yīng)用論文
摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對用電質(zhì)量提出了更高要求。繼電保護質(zhì)量可以保證整個電力系統(tǒng)的正常運行。目前，在繼電保護中，電器工程智能系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，保障了整個供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。因此，在繼電保護中應(yīng)用電氣工程智能系統(tǒng)具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：繼電保護；電氣工程；智能系統(tǒng)
1繼電保護發(fā)展?fàn)顩r
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，繼電保護的影響因素越來越多，因此對其提出了更高的要求。同時，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進一步提高了繼電保護的技術(shù)水平，如通信技術(shù)、電子技術(shù)以及計算機技術(shù)等。自我國成立至今，繼電保護主要經(jīng)歷了如下幾個階段。第一，建國初期，我國繼電保護系統(tǒng)的實際功能已經(jīng)較為完善，系統(tǒng)包括很多方面的內(nèi)容，如設(shè)計、研究、制造等，進一步促進了我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展。第二，20世紀(jì)80年代，繼電保護迅速在晶體管理方面取得了巨大成就，尤其是由南京自動化設(shè)備廠和天津大學(xué)共同研發(fā)的500kV晶體管的方向高頻保護，直接應(yīng)用在500kV線路上，進一步促進了繼電保護技術(shù)的發(fā)展。第三，20世紀(jì)90年代初，我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，尤其是在1991年由南京電力自動化研究院開發(fā)研制的微機線路保護裝置，還有1993年由南京電力自動化設(shè)備廠和天津大學(xué)共同研發(fā)的微機相電壓補償方向高頻繼電保護裝置。上述兩種裝置區(qū)別較大，主要體現(xiàn)在原理、微機線路、機型等方面。雖然優(yōu)勢不同，但是兩者發(fā)揮的作用都是優(yōu)化質(zhì)量和保護基本性能。
2智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵
繼電保護技術(shù)不但可以保證電力網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，還可以保證相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測質(zhì)量。隨著時代的不斷發(fā)展，各個領(lǐng)域開始高度融合，繼電保護正在快速進軍各個領(lǐng)域，如通信一體化、智能化、控制測量等。電力系統(tǒng)中繼電保護管理系統(tǒng)的主要用途是對繼電保護專業(yè)管理設(shè)計的數(shù)據(jù)資料和圖檔文件等進行歸類、查詢、錄入等操作。繼電保護裝置既需要保護對象的實際運行信息，又需要關(guān)聯(lián)設(shè)備的運行信息，同時為了可以迅速隔離故障，防止發(fā)生大面積停電故障，需要確保能夠準(zhǔn)確判斷發(fā)生故障問題的原因，還應(yīng)該確保在極少數(shù)人工干預(yù)下順利進行實施[1]。通過不斷優(yōu)化，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)演變?yōu)橹悄茈娋W(wǎng)。為了達到人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的實際需求，交互式供電和分布式發(fā)電對繼電保護提出了更嚴(yán)格要求。為了能夠長期立足于信息技術(shù)和通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，既要不斷探索新的保護原理，又要全面普及數(shù)字化技術(shù)。另外，要實時監(jiān)控有關(guān)設(shè)備運行的實際狀況，比如采用傳感器發(fā)電、配電、供電等關(guān)鍵步驟，同時進行全面分析。上述信息有監(jiān)控保護功能且能夠改進保護定值，還可以通過分析得出所有設(shè)備的實際運行情況。
3繼電保護中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用分析
如今，電子技術(shù)和信息技術(shù)可以保證繼電器保護裝置的操作性能和安全性能，實現(xiàn)了簡單操控人性化設(shè)計。特別是隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，我國電能傳輸規(guī)律發(fā)生了重大改變。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，因為信息化和數(shù)字化本身的實際特點產(chǎn)生了較大差異，但只要不斷加強相關(guān)研究，就能順應(yīng)時代快速發(fā)展的需求。一般而言，繼電保護通過數(shù)字化技術(shù)保證保護性能的提高，同時提高安全自動裝置性能。第一，采用數(shù)字化能夠有效提高保護性能，具體體現(xiàn)在不斷提高傳感器輸送系統(tǒng)功能和降低電力系統(tǒng)發(fā)生事故的幾率。第二，加強研究提高安全自動裝置的性能，能夠有效控制和操作對象，然而第二次保護會降低其控制時間，而全自動安全控制設(shè)備信息的主要來源可以通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系提高其性能。為了防止發(fā)生大面積停電故障，需要通過先進的相關(guān)測量技術(shù)，準(zhǔn)確做出安全預(yù)警。在電力系統(tǒng)中，繼電保護技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，可以有效降低電力事故發(fā)生幾率，保證電力系統(tǒng)運行環(huán)境的安全性和合理性。在電力保護系統(tǒng)發(fā)生比較嚴(yán)重的故障前，可以迅速傳遞報警信息。同時，繼電保護裝置可以有效隔離故障區(qū)域，并有效修復(fù)受損電力設(shè)施。基于這種情況，該系統(tǒng)充分顯示了智能電網(wǎng)的實際發(fā)展情況。實際工作中，為了能夠有效解決輸電線路的超負(fù)荷問題，可以采用連接超負(fù)荷跳閘系統(tǒng)的方式[2]。
4提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體對策
4.1做好過程層中的繼電保護
盡快實現(xiàn)迅速跳閘功能，可以全面保護電器設(shè)備，如變壓器、輸電線路等，同時可以大大降低電力系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時的風(fēng)險，保護電力調(diào)度系統(tǒng)。一般情況下，如果主保護定值出現(xiàn)較小波動，電力系統(tǒng)正處于運行狀態(tài)時會發(fā)生相應(yīng)變化，而繼電保護不會發(fā)生任何改變。在智能變電站中依然存在很多一次設(shè)備，因此需要明確區(qū)分開關(guān)設(shè)計上的硬件，并給予獨立保護，使其既可以保護變電站的母線，又可以保護輸電線路。輸電線路應(yīng)進行獨立采樣并通過不同的開關(guān)電流實現(xiàn)，調(diào)整時可以利用主保護的通信口實現(xiàn)，從而全面掌握系統(tǒng)電流。另外，繼電保護過程中，為了能夠準(zhǔn)確定義智能變電站中的變壓器和母線保護，可以采用多端線路保護來同步采樣站內(nèi)的保護裝置。采樣過程中，一定要在變電站主站采樣基礎(chǔ)上進行調(diào)整，以保證采樣數(shù)據(jù)的可靠性和適用性。
4.2做好間隔層中的繼電保護
只有保證繼電保護系統(tǒng)的可靠性，才可以做好間隔層中的繼電保護。同時，應(yīng)該在變電站繼電保護系統(tǒng)中應(yīng)用雙重化裝置，以集中配置后備保護。后備保護系統(tǒng)不僅可以保護開關(guān)，還可以保護變電站后備設(shè)備，同時可以保護對端母線和相鄰范圍內(nèi)的相連線路，在后備電流的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)在運行過程中的故障，并可以制定出有效解決跳閘問題的措施。另外，后備保護系統(tǒng)不僅可以集中配置全部電壓等級，還可以通過調(diào)整技術(shù)適應(yīng)電網(wǎng)運行的實際情況。此外，可以根據(jù)實際的電網(wǎng)運行情況制定相關(guān)的運行方案，同時全面分析站內(nèi)的電網(wǎng)系統(tǒng)，從而選擇最合理的運行方案，以保證智能變電站的繼電保護功能[3]。
4.3增加系統(tǒng)的冗余性
加強優(yōu)化系統(tǒng)的冗余性需要從以下幾個方面著手。第一，通過借助以太網(wǎng)交換機中的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)實施監(jiān)控變電站自動化，同時可以通過多種模式實現(xiàn)不同的目標(biāo)。第二，按照網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的實際需求，通常由三個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，從而可以有效提高變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性�？偩�結(jié)構(gòu)可以采用交換機達到數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)哪康�，從而大大降低接線，但冗余度較差，要想提高敏感度需要延長時間。第三，由于總線結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相似，在其環(huán)路上任何一點都可以提供不同程度的冗余。如果將它和以太網(wǎng)交換機有效結(jié)合，可以出現(xiàn)管理交換機。在繼電系統(tǒng)運行中，該結(jié)構(gòu)不但可以提供物理中斷的冗余度，還可以將網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)控制在合理范圍。不過，環(huán)形結(jié)構(gòu)也存在一定弊端，如收斂時間等。如果收斂時間較長，將無法迅速完成任務(wù)，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)重構(gòu)。第四，星型結(jié)構(gòu)是一種等待時間較短的結(jié)構(gòu)，得到了廣泛應(yīng)用且沒有冗余度。在運行過程中如果主交換機發(fā)生故障，會嚴(yán)重影響信息的傳送，且可靠性較低，不利于推廣。所以，在選擇繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的過程中，應(yīng)結(jié)合實際情況，衡量各架構(gòu)的優(yōu)缺點，然后選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，從而大大提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性。
5結(jié)論
我國電力系統(tǒng)中的繼電保護技術(shù)經(jīng)歷了不同階段，隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展和通信技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷完善，促進了繼電保護技術(shù)的發(fā)展。如今，我國繼電保護技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了人工智能和數(shù)據(jù)通信一體化，擴大了應(yīng)用范圍。
參考文獻：
[1]周偉，陳烽，劉小平.繼電保護中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（34）：206.
[2]劉丁輝.電氣工程智能系統(tǒng)在繼電保護中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟市場，2014，（12）：11.
[3]陳峰.繼電保護中電氣工程智能系統(tǒng)的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015，（1）：113.
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