智能电网环境下的继电保护探究

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2018年第6期

2018 No.6

智能电网环境下的继电保护探究

况 理

（内蒙古科技大学，内蒙古包头 014010）

［摘 要］随着电子信息技术的快速发展，智能电网在电力工业中发挥着重要的作用，提升了电力行业的技术水平。继电保护可以降低电网的故障，提升运行稳定率。为了提高智能电网环境下电力系统运行的安全性和稳定性，相关部门要加强在智能电网环境下的继电保护实施。［关键词］智能电网；继电保护；电力系统［中图分类号］TM774 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-523X（2018）06-0000-02

Research on Relay Protection in Smart Grid Environment

Kuang Li

［Abstract］Due to the rapid development of electronic information technology, smart grids play an important role in the power industry and upgrade the technical level of the power industry. Relay protection can reduce the failure of the power grid and increase the stability of operation. In order to improve the safety and stability of power system operation in the smart grid environment, relevant departments must strengthen the implementation of relay protection under the smart grid environment. ［Keywords］Smart grid; Relay protection; Power system智能电网是当前电力技术智能化发展的结果，是一种新型的电网模式，对于提升电力资源的利用效率，促进电力企业工业发展有着推动作用。目前智能电网在国内快速普及，因此如何在智能电网环境实施继电保护是一项重要课题。1 继电保护的具体应用

1.1 智能电网对于继电保护的要求

在智能电网的影响下，继电保护面临着机遇和挑战。特高压电网发生故障后，会产生很大的谐波分量，非周期作用下的分量不能快速发生衰减，会产生明显的暂态过程。这种现象会影响到继电保护的可靠性以及及时性，电压和电流互感器在暂态条件下的传变性发生变化，由于存在故障，会产生保护误操作。智能电网中由于分布超高或特高压长线路，容易发生集中参数不能很好保护的现象。变压器在实施保护时需要谐波含量增大，可以通过励磁涌流的方式进行。但由于电网之间存在着相互影响，故障会增强复杂性，故障的计算误差增加了，因此需要提高继电保护的性能，提高保护的安全性和可靠性，并提升电磁兼容能力。

1.2 对继电保护实施技术优化

法适应当前智能电网的发展，所以继电保护系统要重新构建，从而提升预期效果。

继电保护系统发生了技术转变，应用了智能设备和新型电子传感器，这实现了智能电网的智能控制，控制设备可以作用于系统中的各个元器件，可以实现较大覆盖面，内容涵盖了智能电网的发电、输电以及变电的各个环节。在智能电网作用下，智能传感器应用于运行设备上，可以快速收集数据信息，有助于高速分析和评估智能电网的工作状态，快速实施评估工作。在维修过程中，可以提供大量的基础数据，继电保护系统的实用性能得到提升。

1.3 继电保护方式发生改变

在智能电网作用下，电力网络和相关设备需要进行监测保护，继电保护技术可以实施优化。智能电网借助了很多新技术，但是有的技术会对继电保护产生不利条件，从而影响到继电保护的可靠性。技术的发展为继电保护提供了新的发展方向，促使继电保护快速发展。技术人员需重视开发智能电网的自动修复功能和故障智能诊断功能。

1.2.1 广域保护技术

在继电保护实施中，光纤差动会不断完善，在智能电网作用下，传统继电保护面临多种问题需要解决。为了提升运行设备的可靠性，要严格按照配置信息实施整合，在选择过程中，设备的快速性和灵敏性不会受到干扰。传统继电保护可以利用本地信息，考虑相互作用的构成模式，继电保护运行特点和网络拓扑结构无法适应当前智能电网的新形式，发生停电事故也说明，传统的继电保护由于自身功能局限性，在陆续被淘汰。传统继电保护的主要内容为：动作缓慢、整定配合过于复杂，将无法满足当前系统稳定的时间需要，导致电网的安全性降低；这种保护设备会影响到系统运行的稳定，运行方式的改变无法适应，难以达到保护的选择性和灵敏性；传统的继电保护方式不能快速进行故障区分和故障切除，所以容易发生潮流转移，从而产生连锁跳闸现象。2 智能电网环境下继电保护的发展方向

2.1 数字化

广域保护技术主要应用于电力网络子集，可以将子集作为处理电网和分析故障的基本条件。在“域”的范围内收集子集的继电保护相关信息，并对采集的信息进行分析，可以分析出电网故障的性质，然后采取针对性的处理措施。广域继电保护体现在安全控制和继电保护两方面内容，要结合电网本身的故障实施安全控制，为电网故障提供多样化的解决方案。广域继电保护技术提升了现有的继电保护的能力，处理故障问题可以快速实现，提高了继电保护自我适应能力。

1.2.2 重构保护系统技术

智能电网的技术发展提升了继电保护的适应能力。智能电网的运行方式和结构发生改变，电网的适应能力提升，所以继电保护可以具有重构、自我分析和自动修复的功能。如在继电保护发生故障时，智能电网能自动完成诊断过程，并对继电保护进行快速修复。原有的继电保护系统已经落后，无

在智能电网条件下，继电保护的测量手段和信息传输均会向数字化方向发展。通常情况下，测量手段实现数字化可以实现数字接口来，也能通过电子互感器来完成。而信息传输的变为数字化后通过光纤网络来完成，因光纤网络可以传输数字信息。由于电子互感器的体积不大，并且具有较好的绝缘效果，因此测量电网运行效果时，可以通过光电转换器来实现。而在光电转换器的影响下，电网信号传输频带会被扩宽，增强暂态性能，这会导致互感器在测量过程中不会发生大的误差。所以数字化传感器扩大应用范围，可以在继电保护中发挥作用，而现有继电保护装置中的部分辅助功能则不再有用，继电保护的效果会更明显，可以适应智能电网发展的 需要。

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2018.6 电力系统装备丨59

电力系统装备

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2018年第6期

2018 No.6

此电网就已经过补偿成为容性负载，控制器再迅速切除电容器，如此周而复始，极可能形成震荡，导致系统崩溃。

NL3L2L1

X13X12X11124125

C421

111716151413109

通讯接口12COM

开入量N421

6

321

KBMR-16

2LHc8

7

5

4

DKX23X22X21FU1FU2FU3

18192021222324252627282930313233101103105107109111113

KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7102104106108110112114

115K1K2K3K4K5K6K7

图3 功率因数控制器接线图

3 电容补偿柜常见故障及对策

温泉校区电容补偿柜在试运行阶段，几次发生故障，轻者熔断器熔断，重者与电容器连接的回路导线有烧焦现象。经过现场检查及分析，对电容补偿柜做了如下调整：

（1）考虑散热，在补偿柜柜门上加装温控器及风扇，在柜内温度过高时，自动启动风扇降温。

（2）对电容柜进线全面的停电检查，紧固所有螺丝及导线接点。

（3）由于投切频繁，加上电容补偿装置内发热元件多，环境温度一般较高，按DL/T 842-2003《低压并联电容器装置

使用技术条件》中的4.6.2.4b规定：“熔断器额定工作电流（有效值）应按2~3倍单组电容器额定电流选取”。因此，适当增大了熔断器的额定电流。

电容补偿柜经过以上调整后，故障也随之消除。4 日常维护与管理相关建议

（1）按时巡视观察，注意电容补偿柜的工作指示灯是否正常，来判断其补偿效果及电容器组工作状态。

（2）注意观察电容外壳有无膨胀，漏油痕迹，有无异常声响及火花，及时发现损坏的电容并更换。

（3）定期测试每组电容器的三相电流，如单相电流值偏差超过5%，则该组有的电容器老化，对偏差严重的电容器要及时更换。

（4）每季进行一次全面的停电检查，重点是各螺丝接点松紧及接触情况，馈线及熔断器有无烧焦，触点有无接触不良等异常现象。5 结语

我校低压配电系统电容补偿柜投切后，系统功率因数显著提高，从0.8上升至0.92以上，不但可以减少线路损失，改善电压质量，而且可以为我校本身节约电能，减少电费，其社会效益及经济效益都非常显著。

参考文献

[1] 王正风，徐先勇.浅谈电力系统的无功优化和无功补偿[J].电力电容器。2002，30（11）：13-15.[2] 裘永卫.低压无功补偿装置方案[J].江苏电器，2004（3）：38-39.

（上接第59页）

2.2 网络化

2.4 优化电能质量

目前，数字化变电站已经分布于多个电网。在智能电网

条件下，继电保护在向网络化发展，而其主要功能体现在以下两方面：（1）实现信息共享，通过网络化变电站来完成。由于变电站中具有不同的机械设备，这些设备通过网络连通。变电站实现网络化后，不同设备之间的关联性会增强，继电保护的范围会变大；（2）可以提高信息传递的速度，并且数据传输的准确性能得到明显提高。在网络体系的作用下，技术人员可以通过数字接口，及时、准确地将继电保护发生的信息传输到网络中，从而实现全面监控智能电网。因此，在智能环境中，电网的运行效率明显提升，运行的准确性也可得到提升。

2.3 整定自动化

在智能电网产生前，继电保护的主要作用是保护线路，其保护范围具有一定的局限性，因此其保护定值会不准确，这影响继电保护的性能。在智能电网环境条件下，继电保护要扩大保护的范围，将电力系统中的大部分电力设备包括进来，以及主电力系统中的所有线路，这样整个电力系统的全面保护得以实现。所以，继电保护将来的发展趋势是全面保护。而要保证这一功能实现，还要将电网中的所有的信息进行整合，这样可以提高继电保护的可靠性和准确性，这有助于提升自动化水平。此外输电更灵活化和广域化，智能电网环境下继电保护是将来的发展趋势。根据实际情况可以确定，输电灵活化能够提高电能输送的效率，而广域化则是通过获得更多的信息来实现继电保护的作用，对于保持智能电网稳定和安全运行有着巨大作用。

在智能电网实施中，优化电能质量的技术是建立在电能质量等级划分与电能质量评估系统完善的基础上。通过这类技术对供用电的实际运行情况进行深入分析，建立起针对用户需求的电能质量等级划分和电能质量评价系统，同时可以推动智能电网中优质电能供应的良性发展。在优化电能质量的技术研发中，涉及多种类别电能质量的控制技术。这些技术的应用，可以降低生产运营中的消耗，带来更多的社会经济效益。3 结语

智能电网的发展影响着我国电力产业的发展。智能电网的优势使继电保护装置的操作平台产生了明显的改变，对继电保护的技术水平和技术性能提出了更高的要求。智能电网环境下加大继电保护装置的开发力度，可以实现电网保护的高效率，确保电力系统运行的稳定和安全，对于提高居民生活质量，消除由电力故障造成的经济损失有着重要意义。

参考文献

[1] 王增平，姜宪国，张执超，等.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制，2013，26（2）：13-18.[2] 薛鹏程.智能电网环境下继电保护的发展现状[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（11）：299-300.[3] 陈普.智能电网环境下的短期负荷预测研究及实现[D].华北电力大学（北京）华北电力大学，2012（6）：33-38.[4] 郑志华.胜利油田电能量采集与线损分析系统的方案研究[J].中国计量，2010（6）：102-105.[5] 王红红，李仁俊.远程自动抄表系统中的通信方式[J].电力系统通信，2003，24（11）：47-50.

2018.6 电力系统装备丨61