淺談繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

摘要：隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和規(guī)模愈來愈大，繼電保護(hù)作為保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道防線，其可靠性與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。文章對(duì)繼電保護(hù)裝置做了簡(jiǎn)要的介紹，并對(duì)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)提出了粗淺的見解。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；狀態(tài)檢修；安全運(yùn)行；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）08-0130-02

電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和支撐，現(xiàn)代人們的日常生活和工業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行都離不開電力，尤其是現(xiàn)代工業(yè)使用的機(jī)械化設(shè)備無一離不開電力的保障和維持，電力已成為國(guó)計(jì)民生的重要資源。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用是非常重要的，繼電保護(hù)是通過有觸點(diǎn)的繼電器來對(duì)電力系統(tǒng)以及變壓器、發(fā)電機(jī)、輸電線路等電力元器件實(shí)施保護(hù)，以防受到破壞的裝置。繼電保護(hù)的作用就是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者出現(xiàn)異常狀態(tài)的時(shí)候，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，從系統(tǒng)中自動(dòng)將故障設(shè)備切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞，降低對(duì)毗鄰地區(qū)供電的影響。對(duì)于一些重要行業(yè)、重要領(lǐng)域的用電來講，對(duì)于電力的穩(wěn)定性要求是非常高的，萬一有供電不穩(wěn)定或者斷電事故，將會(huì)帶來無以估量的損失，繼電保護(hù)的作用和重要性不言而喻。

1 繼電保護(hù)裝置原理和要求

電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置就會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的設(shè)備，并檢測(cè)設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和參數(shù)，來進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況的分析，將信息匯總給操作人員，這樣操作人員就對(duì)設(shè)備的總體運(yùn)行狀況能有非常直觀的認(rèn)識(shí)。如果電力系統(tǒng)有故障發(fā)生時(shí)，比如短路或者電氣量發(fā)生變化使得原件出現(xiàn)問題，繼電保護(hù)裝置內(nèi)置程序就能有選擇性地?cái)嚅_故障電路部分，以充分保證電力系統(tǒng)中其他設(shè)備的正常和安全，將損失降到最低。如果有停電事故發(fā)生，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備來保證電力系統(tǒng)能夠不間斷供電，保證系統(tǒng)中的設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。繼電保護(hù)裝置還能發(fā)出異常信號(hào)，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。如在供電中，系統(tǒng)的某些設(shè)備有異常反應(yīng)，但這些異常狀況在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但繼電保護(hù)裝置的智能化系統(tǒng)還是能夠檢測(cè)到這種異常，并及時(shí)向操作人員發(fā)出預(yù)警，警示這種異常的狀況，以便于工程師及時(shí)查找故障根源和修復(fù)故障，避免釀成安全事故。

對(duì)于繼電保護(hù)裝置的基本要求，首先是靈敏性和速動(dòng)性。靈敏性是要具有一定的靈敏系數(shù)，只要是繼電保護(hù)裝置保護(hù)范圍內(nèi)的動(dòng)作，無論發(fā)生短路的位置在何處，也無論是何種性質(zhì)的短路，繼電保護(hù)不能有拒絕動(dòng)作和指令，而在保護(hù)區(qū)外發(fā)生的故障，不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。如果有短路故障，必須能夠快速地切除這個(gè)故障，盡可能地縮短處理時(shí)間以降低瞬間大短路電流對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的損壞程度，盡快使系統(tǒng)恢復(fù)正常，使電氣設(shè)備順利完成自啟動(dòng)，提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次是可靠性與選擇性。繼電保護(hù)裝置的元器件必須質(zhì)量可靠、系統(tǒng)穩(wěn)定、運(yùn)維得當(dāng)，同時(shí)必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試正確無誤，充分滿足可靠性的要求，避免產(chǎn)生事故和擴(kuò)大事故的影響面。選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)中有故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能選擇性地切除故障部分，能第一時(shí)間斷開距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其他非故障部分仍能無妨礙地繼續(xù)正常運(yùn)行。

2 確保繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施

首先要做好常規(guī)性檢查。檢查連接件是否緊固，焊接點(diǎn)是否存在虛焊等。然后要拔下裝置的所有的插件進(jìn)行檢查，按緊所有芯片，用螺絲擰緊并檢查虛焊點(diǎn)。并認(rèn)真檢查各元件保護(hù)屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固情況。 其次要做好繼電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)。將整組試驗(yàn)和電流回路升流試驗(yàn)放在本次檢驗(yàn)最后進(jìn)行，這兩項(xiàng)工作完成后，嚴(yán)禁再拔插件、改定值、改定值區(qū)、改變二次回路接線等工作。電流回路升流和電壓回路升壓試驗(yàn)，也必須在其他試驗(yàn)項(xiàng)目完成后最后進(jìn)行。此外，接地問題是繼電保護(hù)裝置中必須注意的一個(gè)突出問題。認(rèn)真檢查保護(hù)屏的各裝置機(jī)箱屏障等的接地情況，必須可靠連接在屏內(nèi)的銅排上，正規(guī)的生產(chǎn)廠家一般做得比較規(guī)范，使用方需要做的工作就是仔細(xì)檢查一遍。要引起重視的是，保護(hù)屏內(nèi)的銅排必須保證可靠接入地網(wǎng)，必須要求使用大截面的導(dǎo)線或者銅辮將其緊固地連接在接地網(wǎng)上，使用前必須用絕緣表進(jìn)行電阻測(cè)試，滿足相關(guān)規(guī)程要求方可使用。

3 繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化

繼電保護(hù)裝置不斷地向計(jì)算機(jī)化、微機(jī)化的方向演進(jìn)，電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)提出了越來越高的要求，微機(jī)保護(hù)裝置功能向PC發(fā)展和靠攏，科技的發(fā)展與進(jìn)步是不會(huì)停止的，我們必須繼續(xù)加強(qiáng)在如何高效滿足電力系統(tǒng)要求和如何提高繼電保護(hù)的可靠性方面加強(qiáng)探索，以期在生產(chǎn)中得到更好的應(yīng)用和推廣。網(wǎng)絡(luò)化是全球工業(yè)領(lǐng)域不可阻擋的發(fā)展潮流，網(wǎng)絡(luò)化不斷引領(lǐng)著工業(yè)化的進(jìn)步，工業(yè)化也不斷地推動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)化的變革，繼電保護(hù)系統(tǒng)也是一樣的，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的要求和需求同樣強(qiáng)烈。除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反映保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用主要是切除故障元件，避免重大事故、減小事故損失、縮小影響范圍，將整個(gè)供電系統(tǒng)主要設(shè)備的保護(hù)裝置通過網(wǎng)絡(luò)化的方法互聯(lián)起來，就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的保護(hù)，也就是實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

3.2 智能化

智能電網(wǎng)是新世紀(jì)電力工業(yè)的新創(chuàng)舉，是提升能源質(zhì)量和應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的新舉措，是我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)和新方向，智能電網(wǎng)的建設(shè)從整體上對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)帶來了深刻的影響，也給作為電網(wǎng)運(yùn)行防線的繼電保護(hù)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，這些方面包括分布式發(fā)電、交互式供電模式以及信息技術(shù)等的應(yīng)用。對(duì)于智能電網(wǎng)而言，發(fā)、輸、配、供等關(guān)鍵性設(shè)備的運(yùn)行狀況和信息都通過傳感器來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控，產(chǎn)生的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)信息化系統(tǒng)的搜集和整合，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)功能和保護(hù)定值的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和修正。另外，對(duì)保護(hù)裝置而言，保護(hù)功能除了需要本保護(hù)對(duì)象的運(yùn)行信息外，還需要相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備的運(yùn)行信息。一方面保證故障的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)識(shí)別，另一方面保證在沒有或少量人工干預(yù)下，能夠快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生。

3.3 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修

用電工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)負(fù)荷的增多是必然的發(fā)展趨勢(shì)，那么需要進(jìn)行繼電保護(hù)的數(shù)量也迅猛增加，常規(guī)的保護(hù)檢修方式越來越不適應(yīng)電網(wǎng)的現(xiàn)狀，屢屢出現(xiàn)保護(hù)過修和欠修現(xiàn)象，嚴(yán)重干擾了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。常規(guī)的定期檢修方式逐漸被繼電保護(hù)狀態(tài)檢修策略替代。狀態(tài)檢修是建立在設(shè)備狀態(tài)分析的基礎(chǔ)上的，豐富的設(shè)備狀態(tài)量增加了檢修的目的性，使得檢修效率和質(zhì)量得到了較高的提升，也緩解了工人的維護(hù)壓力。通過設(shè)備狀態(tài)檢修將很多故障隱患消滅于萌芽，盡可能地降低設(shè)備故障率，減少計(jì)劃性停電的次數(shù)，提高電網(wǎng)效益和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。但目前狀態(tài)檢修也存在諸多不足，比如多數(shù)檢修只注重了特定的某個(gè)設(shè)備的研究而缺乏整體系統(tǒng)的考量，只關(guān)注了設(shè)備本身的保護(hù)而忽略了整個(gè)保護(hù)回路，保護(hù)檢修的研究應(yīng)該以保護(hù)裝置和對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備組成的保護(hù)系統(tǒng)為研究對(duì)象。狀態(tài)檢修保護(hù)的數(shù)學(xué)工具通常有專家系統(tǒng)和遺傳算法，而這些決策工具可靠性不足、穩(wěn)定性差，所以狀態(tài)檢修的研究空間還非常的大，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)保護(hù)檢修的整個(gè)系統(tǒng)性的研究以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：李潔茹（1985—），女，四川人，新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械電氣工程分院助教，研究方向：自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）