继电保护在配网自动化系统的应用

沈昊阳

摘要：随着经济发展，电能需求日益增加，对供电可靠性和经济性的要求也更加突出，继电保护作为电网安全重要防线受到了高度重视。国家提出了智能、坚强、大电网的现代电网建设构想，给电网发展指明了方向，这主要依赖于特、超高压技术突破以及网络通信技术的应用，但在系统规模增大、新能源接入以及智能配网建设的同时带来了继保技术方面的问题，使传统保护的缺陷逐渐显露。同时，还要认识到现代电网发展，特别是信息系统的构建，为实现保护的智能化打好基础。继电保护是现代电网建设的关键，直接影响系统稳定及安全，但存在滞后于现代电网建设速度的问题，严重制约电网发展。所以，相关企业要做好继保技术创新，加大继保装置研发和维护投入，积极构建更加科学可靠的保护系统，这样继保装置能够以更优异、更稳定的性能为电网提供更安全的保证，促进电力事业发展。

关键词：继电保护;配网;自动化系统;应用

一、继电保护与配网自动化概述

继电保护是运用继电装置避免电力设备受到损坏的一种保护系统。配电网正常运行中可能会因为各种突发因素而出现供电困难的问题，如果问题比较严重还可能引发配网系统和线路的安全问题，不仅会影响电力的稳定输送，更可能对配网工作人员的生命安全产生严重威胁。这就需要继电装置对电力系统的故障位置进行快速隔离，从而避免电力设备遭受破坏，维持配网系统的正常运转。

配网自动化是在供电系统中通过先进的设备和技术对配网系统的运转情况进行监测，实时掌控电力系统中各种零件的运行情况。配网的自动化有利于提高配网故障的排除、分析、处理和修复速率，对于强化配网系统的管理效益具有重要作用。

二、现代电网继电保护所面临问题

（一）大電网问题

我国特高压/特高压建设是由客观因素决定的，这主要与资源分布不均有关，特别是能源集中区与高负荷消耗区相隔数百公里甚至数千公里。大电网概念是解决能源资源配置问题的关键。目前，长距离特高压/特高压电网结构已初具规模，电网结构的完整性和复杂性日益显现，电网安全问题成为人们关注的焦点。随着电网规模的增大，故障发生的概率也随之增大。与此同时，区域电网互联已趋于正常，这无疑为大面积停电提供了可能。从国外几次大停电事故可以看出，电网稳定策略的实现对继电保护提出了更高的要求。此外，随着直流输电技术的成熟，输电效率更高，布线面积更小，综合效益显著。然而，保护和直流控制也带来困难。

（二）新能源大规模接入

近年来，新能源的发展取得了长足的进步。能源危机虽有所缓解，但也对电网安全构成威胁。因此，有必要对继电保护装置的配置进行优化。首先，新能源的接入将改变原有电网的潮流分布，使电网更加难以控制。如果保护方向性和整定值不及时调整，容易造成保护失灵或误动;其次，电力电子设备的应用给电网带来了大量的谐波分量，不仅降低了电能质量，但也会误触发继电保护装置，最终损害社会和经济，出现互补能源不足的情况。传统水电装机容量和火电装机容量增长的不确定性以及传统水电装机容量的不确定性。当新能源产能下降时，需要常规能源及时填补缺口。如果新能源缺口过大，互补能源不能满足需求，则会影响电网整体稳定。

（三）配电网发展相对落后

在现代电网中，智能配电网也是电网建设的重点内容。由于传统配电网缺乏自动化应用，采用单向供电方式。用户与电网之间没有信息交互。电力供应缺乏可预测性和计划性。同时，配电网故障缺乏自动恢复功能，增加了电能损耗，降低了供电可靠性。网络信息和自动化技术的发展为智能配电网的建设奠定了基础。要优化传统配电网配置，建立互动渠道，使电网能够获取用户的用电信息，为用户提供更好的用电体验。在智能配电网中，继电保护装置是实现配电网智能控制的关键。为适应复杂配电网和新能源接入带来的问题，必须加大引进先进继电保护技术的力度。还要突破用户反供电网络的限制，及时调整继电保护装置，确保电能相互作用的安全。

三、继电保护在配网自动化系统的应用

（一）采取广域保护措施

所谓广域保护主要指的是智能电网的运行环境下，用继电保护方式分析电网子集，按照其运行状态，筛选数据展开分析，掌握电网整体系统的运行状态。将整个电网划分成各个区域，分区开展继电保护措施，关注保护、控制两部分。其中，保护主要是保证电网的运行安全，提高保护装置对故障的判断能力，进而制定解决措施。控制主要是保证电网运行时对故障的修复能力。使用广域保护措施，对于继电保护相关工作十分重要，为智能电网下确保电网稳定运行的前提条件。

（二）继电保护多元化发展

现代智能电网的发展对继保工作提出了功能多样化和保护智能化的新要求，这也是电网发展趋势，需要在继保技术创新上做出努力，不断推进继保多元化发展，从而为电网运行的质量和效益提升保驾护航。首先，随着数字技术在现代电网中的应用增多，也为继保技术发展提供了新的契机，特别是继保装置关键器件数字化传感器的研发升级，使数据传输效率和精度有较大提升，避免了传感器频繁发生异常的情况，传感器工作更加稳定。其次，在继保装置中，大数据同网络技术的结合，使继保装置能够接收到更多的电网运行或者故障相关信息，经相应算法使继保装置能加智能，故障处理更加精确和高效，在维护电网稳定上可发挥更大作用。最后，还要注重发电机、变压器等电网单元的保护，对原有保护进行优化。对发电机来说，不仅要提高电机主保护的设计、整定以及校验的精确性，而且在后备保护和失磁失步保护的配合方面也应加强研究，此外定转子的接地保护也是重点内容。对变压器来说，如何准确的区分故障电流和励磁涌流是保护正确动作的关键，应积极研发变压器内部故障保护新原理，降低励磁涌流所带来影响。

（三）建设智能平台，多元化发展

利用智能化的继电保护信息平台可快速收集电网运行数据，帮助运维人员掌握电网运行状态，利用统计学相关理论，使用大数据展开计算和分析，以数据协调相关技术的运用，为智能电网的稳定运行提供准确的数据信息。在信息平台中，还可利用动态监控，开展系统升级与保护工作，构建动态的交互平台，不断适应电力网络实际保护需求，保证智能电网的主体构建以及继电保护的同步发展。在智能电网下，将继电保护相关工作和互联网、电气计技术等相互融合，完成智慧交互，解决继电保护面临的各项问题，实现针对性以及多维度的升级与发展。

智能电网的运行过程，使用大量数字化技术，推动继电保数字化发展。应用的传感器逐渐向数字化方向升级和转型，解决了传感器存在的问题，提升其运行稳定性，进而保证电网信息传输的稳定性。同时提升了传感器的辅助功能。在继电保护当中，将大数据技术应用其中，依靠此技术采集保护装置的运行数据以及故障信息，优化保护性能，改进保护逻辑，促使继电保护向智慧方向发展。

此外，在继电保护网络化进程加快的过程中，需要重点关注资源共享以及信息传递两方面内容。在信息共享方面，需整合其运行数据、参数等，向电网设备中传送，对智能电网整体运行安全进行全方位监督。在信息传递方面，需要继电保护人员对装置输出信息进行及时反馈，保证继电保护过程信息双向流通、实时交互。为保证继电保护信心的精准性，还需将网络安全层面的问题考虑其中。

四、结论

总之，智能电网的运行过程，继电保护为重要防线，对于智能电网建设有重要意义。但同时，对于继电保护也提出更高的要求，针对继电保护过程存在的问题，需要运用先进的理论和技术，改进设备性能，打造智能平台，促使继电保护多元化发展，维持智能电网的安全运行。

参考文献：

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