智能电网中继电器保护技术探究

摘 要：继电器是电力系统中的重要设备，其运行状态的好坏直接影响着电网运行的可靠性。在智能电网建设中，为保证继电器运行安全，需要采用有效的继电器保护技术。作者从继电器保护原理入手，对智能电网继电器保护技术及光纤差动保护技术在智能电网中的应用进行了简要分析，仅供广大同行参考借鉴与学习。

关键词：智能电网；继电器保护原理；广域保护

继电器保护装置是智能电网的“防护卫士”，可以在智能电网故障发生短时间内快速切断故障的区域，将电网故障区域与整个电网隔离开，便于降低电网故障的危害程度，避免出现大规模停电现象。可见，继电器保护技术在智能电网中扮演着重要角色，应结合智能电网可靠运行需要，做好继电器保护工作。

1 智能电网继电器保护原理

在智能电网中，继电器保护装置通过应用传感器对发电、输电、配电、供电等主要电气设备运行状况进行实时动态监控，然后利用网络系统进行监控数据采集与整合，并进行数据分析以得到智能电网运行状态的准确信息，了解真实的电网运行状态，实现对智能电网运行状态的有效监控，并及时进行修正继电保护定值。

继电器保护装置除了能保护需要保护对象之外，还可以监控电网内相关联设备的运行信息。为此，智能电网中的继电器保护装置发生动作时，不一定只跳开保护对象，有可能只发出连跳指令，跳开其他关联点，不跳开本保护对象。

2 智能电网继电器保护技术分析及应用

2.1 技术分析

2.1.1 广域保护技术

智能电网采用广域保护技术可以明显提升故障处理效率，降低故障扩大的影响程度。广域保护技术主要有两种方式，一是自动控制，二是继电保护。所谓的自动控制，就是控制智能电网安全运行各种条件下，实现运行安全自动化控制，从而有效规避电网故障；继电保护，在智能电网发生故障时可以快速切开电网鹊墓收锨域，并给出科学合理的故障处理策略，降低智能电网故障处理复杂程度。通过以上两个方面保护手段使广域保护技术得以保障智能电网可靠安全运行。

2.1.2 新设备应用技术

新设备在智能电网中的应用对继电器保护功能实现有着极大作用，是智能电网继电器保护装置可靠运行并发挥作用的关键。现阶段智能电网中常用的新设备智能传感器，它是继电器保护应用中最典型的新设备，主要负责监控继电器保护装置内的各个元器件，收集智能电网运行信息，并精准无误的全面评估智能电网运行状态，掌握智能电网运行的真实情况。智能传感器应用于智能电网继电器保护系统，利于及时获取智能电网运行状态信息并做出准确判断，提升整个继电保护系统功能，更好适应智能电网。同时，智能传感器可以帮助智能电网在故障发生时尽快的切断故障区域。

2.1.3 系统重构技术

系统重构技术对智能电网有着很强的适应性，能充分适应智能电网重构时的继电保护要求，是智能电网继电器保护的主要技术之一。传统式电网由于运行方式等方面的限制，无法使用系统重构技术，也不能自主处理故障信息，而智能电网恰好可以。为此，智能电网可以通过系统重构技术来保护继电器，实现可靠的继电保护。

智能电网继电器保护系统重构原则：（1）快速性原则。一次系统不能脱离继电保护，要求继电保护系统自身重构快速，在最短时间内完成重构工作。在有多套保护需要重构时，应该保持在最低功能的条件下可以选择分步实施或同时实施的方式；（2）完整性原则。为满足系统最低安全指标，系统重构时必须保持功能完整性，重构后的继电保护系统超过原系统功能，允许紧急情况下对某些功能适当进行降阶或解除，到达系统安全指标要求。（3）可靠性原则。重构时要对设备重新选择组合，新构建的系统必须满足其系统可靠性指标要求；（4）经济性原则。重新划分设备资源，在保证可靠性前提下尽量减少资源浪费。

2.1.4 继电器保护装置数字化技术

智能电网的技术含量较高，数字化程度高，为适应这样的特性，可以采用数字化电气设备，如数字化传感器，可以提升强化继电器保护装置的整体性能。此外，近年来神经网络、模糊逻辑及遗传算法等技术快速发展，提升了智能电网建设水平。随着智能电网信息化程度越来越高，借助人工智能技术可以处理电网中一些比较复杂的非线性问题，进一步提升智能电网继电器保护技术水平，适应新时期智能电网建设与运行要求。

2.1.5 自适应控制技术

自适应控制技术应用于智能电网继电器保护后，通过调整保护的特性、定值与性能等使继电保护在最短时间内适应电力系统运转方式的改变或电气故障状态，进而提升继电器保护装置的可靠性。从整体上看，这一技术最大优势就是继电器保护装置在电力系统发生变化的短时间内做出最快反应，显著提升继电器保护装置的经济效益。

2.1.6 差动保护技术

在智能电网中，差动保护是用于电气主设备保护的重要技术，其具有较高的选择性与灵敏度。其在智能电网继电保护系统中的应用，不仅可以不受电网运行方式改变的影响，还能接入多侧电流，由装置决策参与线路差动保护计算的电流通道，适应智能电网运行方式。

2.2 技术应用

面对智能电网的继电器保护技术，为了更详尽的解读智能电网继电器保护技术，下面对差动保护技术在智能电网中的应用进行了分析。如图1是某智能电网的构成示意图。该图中的L1，L2，L3，L4使用光纤差动保护技术，保护定值设置将变得比较简单。光纤差动判断中，需要根据线路L1，L2，L3，L4的运行对各节点N是否接入运行，以及各节点N侧光纤差动采用的对端采用哪侧线路的电流进行具体的判断，根据各节点开关位置确定各个节点运行工况。

本线路在决定采用光纤差动保护基础上，还要合理设置智能电网继电器保护系统，其构成如图2所示，先通过监控系统对保护对象及相关节点的运行状况进行监控与分析，根据监控结果实时调整继电保护装置的保护定值、功能等，使保护系统能灵活自如的适应线路各种运行工况，切实起到继电保护作用。此外，保护功能决定参与故障判断的电气量信息和保护动作策略，结合保护功能设计保护动作策略。

3 结束语

综上所述，智能电网是我国现在与未来一段时间电网建设的主要方向，如何实现继电器保护功能的有效实现是广大电力工作者共同面临的问题，必须积极开展相关探讨工作，加强继电器保护技术创新研究，实现技术革新，进一步提高继电器保护技术水平，适应智能电网可靠运行需要。

参考文献

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[2]邢大成.智能电网中继电保护技术的应用探究[J].农村电气化，2015（10）.