淺談電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)

劉新生

【摘 要】電力系統(tǒng)中，繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全和提高電能質(zhì)量的重要工具。因此，電力系統(tǒng)在設(shè)計和運行時，利用繼電保護裝置消除系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障和不正常工作狀態(tài)，以保護電力系統(tǒng)正常運行，結(jié)合我國當前繼電保護裝置的實際情況，探討繼電保護發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢。

【關(guān)鍵詞】繼電保護；基本要求；現(xiàn)狀

0.引言

近年來，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，對我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，發(fā)揮著十分重要的作用。電力系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大的動態(tài)系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的安全運行對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的影響。特別是超高壓電網(wǎng)和大容量機組的出現(xiàn)，對繼電保護和自動裝置提出了更高的要求，電子技術(shù)及計算機通信技術(shù)的飛速發(fā)展為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。

1.繼電保護發(fā)展的現(xiàn)狀

繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的，熔斷器作為最早、最簡單的保護裝置已經(jīng)開始使用。但隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復雜，熔斷器早已不能滿足選擇性和快速性的要求；建國后，我國斷電保護學科和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有，20世紀80年代中期是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和應用的時代。1984年，原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，因此，自進入90年代以來，不同原理、不同種類的繼電保護裝置相繼出現(xiàn)，經(jīng)過多年研究，微機保護的性能比較完善，成為電力系統(tǒng)保護、監(jiān)控、通信、調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要組成部分。

2.電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用

2.1繼電保護裝置的作用和任務

在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應的保護裝置盡快地將故障切除，以防故障擴大，當發(fā)生對用電設(shè)備有危害性的不正常工作狀態(tài)時，應及時發(fā)出信號告知值人員，消除不正常的工作狀態(tài)，以保證電氣設(shè)備正常、可靠地運行。繼電保護裝置就是指反映供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備或元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)后，不同電氣參數(shù)的變化情況，并動作于跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。

基本任務如下：當發(fā)生故障時能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，使故障元件免遭破壞，保證其他無故障部分能繼續(xù)正常運行；當出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，繼電保護裝置動作發(fā)出信號，以便告知運行人員及時處理，保證安全供電；繼電保護裝置還可以和供電系統(tǒng)的自動裝置，如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等配合，大大縮短停電時間，從而提高供電系統(tǒng)運行的可靠性。

2.2繼電保護裝置的基本原理和基本要求

供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障之后，總是伴隨有電流的驟增、電壓的迅速降低、線路測量阻抗減小以及電流、電壓之間相位角的變化等。因此，利用這些基本參數(shù)的變化，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護，如反映于電流增大而動作的電流速斷、過電流保護，反應電壓降低而動作的低電壓保護等。

為了使繼電保護裝置能及時、正確地完成它所擔負的任務，對反應短路故障的保護裝置有以下四個基本要求：選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。

選擇性。當供電系統(tǒng)中的被保護元件發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，使故障影響限制在最小范圍內(nèi)。

快速性。指的是可以減小故障元件的損壞程度，加快非故障部分電壓的恢復，更重要的是可以提高發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。

靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。靈敏系數(shù)應根據(jù)對保護裝置動作最不利的條件進行計算。

可靠性。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路性質(zhì)如何，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應產(chǎn)生錯誤動作。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。

2.3繼電保護裝置故障與維護

造成微機保護裝置故障一般有以下原因：電源問題，比如電源輸出功率的不足造成輸出電壓下降，若電壓下降過大，會導致比較電路基準值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機保護的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。如果微機保護出現(xiàn)無法給出后臺信號或是重合閘無法實現(xiàn)等現(xiàn)象，應考慮電源的輸出功率是否元件老化而下降。微機保護裝置的集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，可使兩焊點之間形成導電通道，從而引起繼電保護故障的發(fā)生。針對以上事故，繼電保護工作人員應該加強對繼電保護運行的維護工作，可以從以下幾個方面著手：

值班人員做好各儀表的運行記錄，定時對繼電保護裝置巡視和檢查；當繼電保護動作開關(guān)跳閘后，檢查保護動作情況并查明事故原因，同時記入值班記錄及繼電保護動作記錄中。

建立崗位責任制，做到人人有崗，一般允許接通或斷開壓板，嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定，在清掃工作時，注意與帶電設(shè)備保護安全距離。

定期對繼電保護裝置檢修及設(shè)備查評：檢查二次設(shè)備各元件標志、名稱是否齊全，各類繼電器外殼是否破損，感應型繼電器的圓盤轉(zhuǎn)動是否正常，各類信號指示是否正常。各種按鈕、動作是否靈活無卡涉；接點接觸有無足夠壓力和燒傷；斷路器的操作機構(gòu)是否正常，有無異常聲響、發(fā)熱冒煙或燒焦等異常氣味。

3.電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢

現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個由電能產(chǎn)生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)，隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提高，繼電保護設(shè)備的大量使用更是提高了變電站的可靠運行，因此保證變電站的繼電保護設(shè)備正常運行是關(guān)鍵，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行具有重大意義。

【參考文獻】

[1]熊為群，陶然.繼電保護自動裝置及二次回路.中國電力出版社，1999.