智能电网继电保护技术分析张少江

智能电网继电保护技术分析张少江

(天津送变电工程有限公司天津300000)

摘要:近年来,伴随着我国经济的快速发展,电力行业在发展中占据的重要作用越来越明显,而这也不断推进着国家向电力行业不断投入资金,促使电力企业不断发展,来保证经济发展需求的用电量,这也推进了我国智能电网的发展。在智能电网的运行过程当中,继电保护依旧占据着极其重要的地位,是发挥电网作用的关键性装置,不断提升继电保护技术也是保证智能电网安全运行的重要举措。

关键词:智能电网;继电保护;意义技术

1继电保护技术在智能电网中的重要作用

我国现在经济发展势头迅猛,处于发展转型的关键时期,对于电力等能源的需求量是十分巨大的,这对于供电企业显得压力巨大,在重要的工业城市、一线城市当中显得尤为突出。为避免出现用电荒、用电危机现象的发生,我国政府和供电企业制定了一系列的有效措施来进行预防、解决,合理进行停电和限电以及提升对智能电网的维护强度。其中继电保护就是属于这当中停电限电措施的,它可以在最小区域内、最短时间内将系统自动切除,还能够在电力系统中给予技术管理人员一定程度的警报,提醒工作人员及时解决问题,最大限度减少电力元件的损坏,降低对电力系统的影响,满足电力系统稳定运行的要求。

2智能电网环境下的一些问题

智能电网在我国现状下仍旧尚未实现,存在大范围的传统电网,这就在一定程度上导致的继电保护系统也处于由传统向智能化迈步的阶段。智能电网中的继电保护不能实现智能控制,出现延迟控制、保护不准确等诸多问题。所以,这一点在以后智能电网的发展当中,应将继电保护进行提前改进,满足智能电网环境的要求。此外,随着智能化电网的推进,不同时期会引进不同的技术,这些技术在运行的过程中的器件是否出现系统不兼容亦或存在潜在风险等,这都需要继电保护来维持电网的运行环境。

3智能电网背景下继电保护技术分析

在智能电网背景下,继电保护需要多种技术作为支撑,包括了智能传感技术、超高压交织流混合输电、电力电子元件的应用、新能源并网等等,这些技术促进了继电保护的发展。

3.1智能传感技术

智能传感技术在继电保护信息方面具有采集方便、信息可靠等优点,为继电保护发挥作用提供支持。例如变压器的保护,它以传感技术为基础,在变压器的本身、一次侧和二次侧都设置了智能传感器,根据其用处不同,设置的传感器也有所不同,一般有振动、温度、液面及流量传感器等等,能够对变压器进行检测和控制。在一次侧和二次侧位置上安装振动传感器,检测位移。在变压器本体上安装振动传感器检测位移、安装温度传感器检测温度、安装液面传感器检测油面位置、安装流量传感器检测气体和液体的流量。一次侧和二次侧的振动传感器会受到冰冻、雨水等外部环境的影响,从而可能导致判断错误。而本体上的传感器也可能会因地震等恶劣环境而造成监测的误差。因此,在智能电网背景下,要全面采集输电线路、发电器及变压器等的信息,有效监控继电保护装置及回路,准确定位故障部位,并有计划地调试和检查继电保护装置,从而降低误动或者是损坏操作。

3.2差动保护在智能电网中的应用

一般来说,电气主设备保护环节中最主要的保护方式为纵差保护,主要是由于其自身的灵敏度较高、选择效果最佳等等原因,在发电机、电动机、阻抗机等各个主设备中都在使用。特别是智能电网的光纤差动保护系统环节,对其的使用非常之多,差动保护在运用过程中不受运行方式以及潮流流向变化的影响。差懂保护不仅仅是用于双端电流或者三段电流,有可能用于多测电流电路中。

3.3电力电子元件的应用

功率整流二极管、可管断晶闸管、功率静电感应晶体管等电力电子元件在智能电网的不断发展中也得到广泛应用。在继电保护装置的设计上,为了避免由于电力电子元件开关频率大导致的大量谐波影响电网的运行,需要对其多加考虑,尤其是直流线路中。行波信号的不稳定现象在直流线路中界线方式、柔性交流输电系统元件及波速的影响下十分突出,是必须要解决的问题。而电力电子元件的应用在提高电能质量,改善电网监控系统方面也具有非常重要的作用,其技术也在智能电网背景下得到发展。

3.4保护重构技术

该技术作为智能电网系统领域中全新的继电保护技术方案之一,与传统继电保护系统技术相比具有诸多优势:一是通过提高继电保护整定值的自适应性,来提高智能电网系统中继电保护的灵活性水平,与智能电网系统不同运行方式相适应;二是可实现继电保护系统的在线配置与重组,以更好的与智能电网结构所产生的一系列改变相适应;并且,保护重构技术还支持对智能电网系统中红继电保护装置所存在隐性故障的查找与分析,以支持对继电保护装置乃至整个智能电网系统的自诊断;最后,保护重构技术可以在智能电网继电保护装置失灵的情况下自动搜寻可替代的新保护装置,尽快恢复智能电网系统继电保护功能,以自愈的方式避免继电保护装置故障对智能电网系统运行所产生的不良影响,保障智能电网的安全可靠运行。

3.5超高压交直流混输技术

超高压交直流混输技术在“三横三纵”电网结构建设格局形成后,对继电保护技术提出了更高的要求。在应用超高压后,电网的暂态特征在故障期间更加明显,逐渐变慢的电网非周期分量衰减增加了谐波分量,从而提高了对继电保护互感器的性能要求。智能电网下的继电保护互感器能够有效处理超高压交直流混输技术中的滤波和谐波分量。除此之外,更复杂的暂态性质在超高压交直流混输中出现,使以谐波作为依据的难度加大。超高压交直流混输技术的应用还引入了超高压长线路中的串联补偿等新技术难题,为了解决此类问题需要利用在智能电网背景下加强交直流线路保护的方式,比如使用更加合理的非线性原件等。

4智能电网对继电保护的影响

继电保护作为智能电网的第一道关卡,是不能用以往传统电网的设计方案进行规划的,因此智能电网对继电保护的发展也产生了极大影响。它也推动了继电保护器向数字化、网络化、灵活化等方向的发展。数字化是智能电网的一个重要特征,因此对于继电保护,要达到测量手段的数字化和信息传输的数字化就是在智能电网下需要达到的要求。这也就需要在继电保护系统中使用一些智能化传感器、数字化显示的仪器仪表等,将这些采集到的数据利用光纤等途径上传至网络中心,然后由系统内全体人员针对该部分信息对各个区域内应该采取的措施制定方案,实现平台网络化。提升原有电力系统的输电效率、灵活控制网路也是智能化电网的一个特点。智能电网中含有诸多可控串联补偿装置、电能质量控制装置,利用这些装置对电网中的电能进行灵活控制传输方向、传输速率是极为方便的,同时,我国电网中的交直流混合输电特征也使得非线性可控电力元件的出现频率增高。

结束语

智能电网网络本质的特点和构造对于原有的电网继电保护系体系和智能化电网继电保护体系间具有许多的差异。文章主要讲述了了智能电网继电保护系统中应当关注的三点问题,以及保护定值根据潮流流向运行方式自适应调整。分析了保护功能所受环境因素的影响,以及社会的可持续发展,电网从传统到智能的跨越。

参考文献:

[1]李融,郭凡.智能电网背景下继电保护新技术的研究[J].工程技术研究,2017,(3):34+48.

[2]杨雄.智能电网继电保护技术的分析[J].工程技术研究,017,(7):17-18.

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