淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與維護(hù)

駱宏

（四川省電力公司自貢電業(yè)局，四川 自貢 643000）

當(dāng)代電力系統(tǒng)是一個(gè)由電能產(chǎn)生、運(yùn)輸、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要繼電保護(hù)。近年來，信息化程度不斷提高，計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)和電子技術(shù)的跨越式發(fā)展帶動(dòng)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。本文主要論述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)狀況，接著探討繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用與維護(hù)等一系列問題。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

新中國成立后，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電器制造工業(yè)、繼電維護(hù)設(shè)計(jì)和繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從有到新的跨越。在很短的時(shí)間內(nèi)就達(dá)到了發(fā)達(dá)國家半個(gè)世紀(jì)才實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。早在建國初期，我國工程技術(shù)人員就創(chuàng)造性地研究、開發(fā)，吸取和借鑒世界前沿的繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù)和設(shè)備性能，很快就形成了具備高深的繼電保護(hù)理論與先進(jìn)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。這對(duì)我國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的成長和鞏固有著師范、帶頭作用。到1960年代中期，我國已有了自主研制的繼電器制造業(yè)，并建成了繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、制造、教學(xué)和研究的完整技術(shù)體系。這就為我國繼電保護(hù)技術(shù)的繁榮發(fā)展夯實(shí)了牢固、扎實(shí)的基礎(chǔ)。

改革開放初期，我國已開始研究基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)；1980年代末，集成電路保護(hù)逐步代替了晶體管保護(hù)，形成了整體；1990年代初，我國成功研制了集成電路保護(hù)，標(biāo)志著集成電路保護(hù)時(shí)代的到來。計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研究發(fā)軔于1970年代末；從1990年代末開始，我國繼電保護(hù)技術(shù)就正式進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的新時(shí)代。不同機(jī)型、不同原理的主設(shè)備保護(hù)和微機(jī)線路的特征各不同，從而為電力系統(tǒng)提供了一批新一代功能完備、性能良好和運(yùn)行可靠的繼電保護(hù)裝置，伴隨微機(jī)保護(hù)裝置的研發(fā)，我國在微機(jī)保護(hù)的算法和軟件等多項(xiàng)領(lǐng)域也獲得了眾多科研理論成就。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代和信息化產(chǎn)業(yè)的不斷深入發(fā)展，又為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展譜寫了嶄新的篇章。

2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的任務(wù)與要求

2.1 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的任務(wù)。繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)元器件出現(xiàn)短路或電流、電壓、電功率的變化來構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的任務(wù)主要是：當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行情況，為監(jiān)控人員提供翔實(shí)的執(zhí)行數(shù)據(jù)；當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)快速地、有選擇性地、自動(dòng)化地排除故障環(huán)節(jié)，并對(duì)其予以處理，確保非故障環(huán)節(jié)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在供電系統(tǒng)中有反常運(yùn)行情況發(fā)生時(shí)，要能準(zhǔn)確、迅速地發(fā)出警報(bào)或信號(hào)，接著告知執(zhí)行人員迅速反應(yīng)并立即處置。

2.2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的基本要求。繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動(dòng)性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。

可靠性：指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。繼電保護(hù)裝置無法實(shí)現(xiàn)可靠性的要求，相反地，它會(huì)是直接導(dǎo)致故障或擴(kuò)大事故損害的源頭。為了保證保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，需要讓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則和調(diào)試安裝準(zhǔn)確無失誤；還需使保護(hù)裝置的各組合元器件的系統(tǒng)簡化有效、質(zhì)量可靠、運(yùn)行維護(hù)得力，最終實(shí)現(xiàn)整體提升保護(hù)的可靠性。

靈敏性：指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）。通過繼電保護(hù)的整定值來實(shí)現(xiàn)。整定值的校驗(yàn)一般一年進(jìn)行一次。

選擇性：指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來切除故障。上、下級(jí)電網(wǎng)（包括同級(jí)）繼電保護(hù)之間的整定，應(yīng)遵循逐級(jí)配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電。

速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

繼電保護(hù)裝置在高壓電力系統(tǒng)、工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等獲得廣泛應(yīng)用，此外，也應(yīng)用于電容器保護(hù)、供電系統(tǒng)線路保護(hù)和主變保護(hù)等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，對(duì)于不并列運(yùn)行的分段母線裝設(shè)電流速斷保護(hù)，只在斷路器合閘的一剎那投入，合閘后便會(huì)自動(dòng)予以解除。需要裝設(shè)過電流保護(hù)，不再負(fù)荷等級(jí)低的配電所裝設(shè)保護(hù)。變電站繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用主要有下列幾項(xiàng)內(nèi)容：電容器保護(hù)：電容器保護(hù)由零序電壓保護(hù)、過壓保護(hù)、失壓保護(hù)和過流保護(hù)等任務(wù)組成；母聯(lián)保護(hù)：要同時(shí)裝設(shè)限制時(shí)間的電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)；主變保護(hù)分為主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)一般是差動(dòng)保護(hù)和重瓦斯保護(hù)，后備保護(hù)是過負(fù)荷保護(hù)、復(fù)合電壓過流保護(hù)；線路保護(hù)：采用二段式或三段式電流保護(hù)，一段是電流速斷保護(hù)，二段則是限制時(shí)間的電流速斷保護(hù)，三段是過電流保護(hù)。

電子系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)裝置逐步引入并得到實(shí)際應(yīng)用，由于開發(fā)時(shí)間有先后、生產(chǎn)商家有差異，微機(jī)保護(hù)也顯現(xiàn)出五花八門、各具特色的格局，只是基本目的和原理在很大程度上趨于相同。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修

4.1 狀態(tài)檢修的分類。繼電保護(hù)裝置維護(hù)工作的主要任務(wù)是對(duì)其裝置的狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修建立在設(shè)備狀態(tài)有效監(jiān)測(cè)的前提下，根據(jù)分析診斷和監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)籌規(guī)劃、布置檢修項(xiàng)目和時(shí)間，主要包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備診斷和檢修決策三個(gè)環(huán)節(jié)。

4.2 開展電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修應(yīng)遵循的原則。實(shí)施狀態(tài)檢修要注意以下原則：必須總體規(guī)劃、分布實(shí)施、先確定一個(gè)試點(diǎn)、待成功后再逐步推進(jìn)。執(zhí)行設(shè)備狀態(tài)檢修任務(wù)，必須要深化設(shè)備狀態(tài)檢修管理體制改革，根據(jù)我國處于初級(jí)的摸索階段的事實(shí)特征，設(shè)備狀態(tài)檢修既要有較為長期的目標(biāo)和總體構(gòu)想，還應(yīng)積極穩(wěn)妥、扎實(shí)有效地逐步跟進(jìn)措施和手段，在試點(diǎn)行得通、取得一定成績的前提下，逐步推廣。狀態(tài)檢修可先從檢修作業(yè)和設(shè)備點(diǎn)檢定修制的正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向入手，全面落實(shí)設(shè)備管理的責(zé)任制度，完善、規(guī)范檢修基礎(chǔ)管理，加強(qiáng)檢修質(zhì)量控制，提高設(shè)備健康水平，保持設(shè)備處于優(yōu)良水平，唯有如此，便能從制度上、人員上、技術(shù)上和思想上為全面開展繼電保護(hù)技術(shù)裝置的狀態(tài)檢修夯實(shí)牢固的基礎(chǔ)。實(shí)施途中，要特別及時(shí)調(diào)整規(guī)劃、總結(jié)問題出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)；加強(qiáng)自主創(chuàng)新步伐，配置監(jiān)測(cè)設(shè)備；以保證設(shè)備的安全運(yùn)行為首要原則，分析和監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，合理、科學(xué)地調(diào)整檢修項(xiàng)目、檢修間隔，與此同時(shí)出臺(tái)適當(dāng)?shù)墓芾頇C(jī)制。

4.3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置實(shí)施中應(yīng)注意的問題。要留意狀態(tài)檢修的經(jīng)濟(jì)要求。狀態(tài)檢修是憑借技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析進(jìn)行決策部署的，要有方向性地按照項(xiàng)目診斷結(jié)果檢修代替過去片面的指令性計(jì)劃檢修，其結(jié)果是減少了過剩維修，提高了維修工作的效率，降低了大量檢修成本，增加了設(shè)備可用率。在狀態(tài)檢修的實(shí)踐中，不能產(chǎn)生直接效益的手段是不予采用的。必須發(fā)揮技術(shù)員工的主觀能動(dòng)性和聰明才智，研究開發(fā)更加有利于管理的高效手段，以適應(yīng)實(shí)際的需要；不斷提高檢修人員的專業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)素養(yǎng)。狀態(tài)檢修從業(yè)人員要努力掌握故障分析和狀態(tài)監(jiān)測(cè)的手段，參與檢修決策，制定優(yōu)化檢修工藝和檢修計(jì)劃，并綜合評(píng)價(jià)設(shè)備的安全狀態(tài)；需要檢修人員有豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)和高超的檢修水準(zhǔn)，加強(qiáng)運(yùn)行部門的責(zé)任感，共同做好狀態(tài)檢修工作。

結(jié)語

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的日漸完善和電力系統(tǒng)的飛躍式發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)迫切需要朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能一體化、計(jì)算機(jī)化的方向邁進(jìn)，這對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)人員的下一步科研任務(wù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。要對(duì)電子系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀有個(gè)宏觀了解，并對(duì)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)和要求落實(shí)到位，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期維護(hù)與檢查，按照時(shí)間要求對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行巡視檢驗(yàn)，并動(dòng)態(tài)跟進(jìn)，及時(shí)而有效地發(fā)現(xiàn)裝置存在的故障問題，保證系統(tǒng)無故障設(shè)備能正常運(yùn)行，最終促使供電可靠性的提高。

[1]劉敏超.金旭超.對(duì)10KV配電的繼電保護(hù)問題分析研究[J].廣東：廣東機(jī)械工業(yè)出版社，2011(05).

[2]李言冬，丁宏濱.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京:電力工業(yè)出版社，2009(02).

[3]劉中建，王利民.繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河北科技出版社，2010(24).

[4]趙恒，陳敏，劉金文.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京：北京人民出版社，2011，(11).

[5]陳巖，段俊祥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京：高等教育出版社，2008(17).