對高壓電網(wǎng)繼電保護中幾個關(guān)鍵問題的再探討

【摘要】進入電子信息化時代后，繼電保護技術(shù)與計算機信息系統(tǒng)的聯(lián)系日益密切，網(wǎng)絡化、信息化、智能化與一體化已成為目前高壓電網(wǎng)繼電保護技術(shù)主流發(fā)展趨勢，這就為我國未來的繼電保護帶來新的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。下面本文將對高壓電網(wǎng)繼電保護中幾個關(guān)鍵問題進行深入討論，以為我國繼電保護技術(shù)的快速發(fā)展提供幾點建議。

【關(guān)鍵詞】繼電保護；可靠性；性能

一、高壓電網(wǎng)繼電保護性能所必備的條件性能

㈠可靠性

作為確保繼電保護正常運行的重要基礎條件，高壓電網(wǎng)繼電保護裝置的配置方式、設備安裝調(diào)試的質(zhì)量水平以及繼電保護裝置本身的技術(shù)性能，都是影響高壓電網(wǎng)在運行過程中繼電保護可靠性的主要因素。繼電保護裝置本身的技術(shù)性能由制造單位提供保證，配置方式則應嚴格執(zhí)行能源部所頒發(fā)的《電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)要求。

㈡選擇性

為實現(xiàn)選擇性的接地保護動作要求，在故障發(fā)生在同一點時，必須保證相鄰上下級元件的保護裝置的靈敏度和動作時間配合的同時性。在220～500kV線路的縱聯(lián)保護方面，選擇性保護是后備保護工作的一項重點要求，為適應如下情況：

⑴在較大過渡電阻故障發(fā)生時，由于靈敏性不足致使故障線路本身的縱聯(lián)保護不能得到立即啟動，則切除故障必須由其后備保護動作執(zhí)行，從而在相鄰元件間引起后備保護的無選擇性誤動作。

⑵在某一線路上當下一級元件故障時，最臨近故障點的斷路器因故不能及時切除，轉(zhuǎn)由相鄰近的上一級線路的后備保護動作負責執(zhí)行操作時，需保證越級跳閘現(xiàn)象不能由線路后備保護發(fā)生在更上一級的線路中。如果對后備保護間的選擇性不注意保持，那么即使主保護得到了加強，也能將上述兩問題進行有效的解決。

㈢速動性

⑴縱聯(lián)保護、接地保護瞬時段、相間保護和相電流速斷間的協(xié)同動作，是快捷性繼電保護的基礎。此外，電流速斷與瞬時段在后備保護中的獨特作用同樣不容忽視。

⑵220kv密集線路受端系統(tǒng)，當繼電保護系統(tǒng)以快速動作完成故障切除的，通常不會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。電源與負荷在系統(tǒng)中占有較大比例的容量，受端系統(tǒng)與其相連接，一旦故障切除因故未能及時進行而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，那么必將導致全局性的故障發(fā)生，因此我們不難發(fā)現(xiàn)受端系統(tǒng)切除故障快速動作的重要意義。目前，兩套縱聯(lián)保護裝置被安裝在了這些線路中，其中母線差動保護同樣也是不容忽視的。

⑶從全局角度出發(fā)，對于與高壓電網(wǎng)相接的供電便器，應以符合系統(tǒng)穩(wěn)定性要求為依據(jù)，設置其低壓母線和配出線路的切除故障時間。

⑷手動合閘于線路或母線必須以瞬時保護技術(shù)作為必要存在因素。

二、高壓電網(wǎng)的自動重合閘方式

㈠單相重合閘可較好的使用在聯(lián)系不緊密的220kV線路與330～500kV線路中。重合閘時間一般設置為：

⑴通常以傳輸最大功率情況中所需求的重合閘時間為最佳設置標準，一旦設定通常不再做變更。

⑵保持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性要求是在以成功的重合閘為依托的前提下，則在單回線上的快速單相重合閘應在0.5s左右。

㈡不附加故障條件的三相重合閘宜采用在聯(lián)系緊密的220kV受端系統(tǒng)線路中。先重合閘在經(jīng)檢查無電壓的一側(cè)，該側(cè)通常為沖擊系統(tǒng)和大機組作用較小的一側(cè)，另一側(cè)合閘需以檢測線路和母線電壓同步為條件。5～10s為重合閘最佳時間段，大于等于10s是相對于靠近大機組的線路而言的。

㈢由主系統(tǒng)到終端地區(qū)線的重合閘可采用以下方式：

⑴解列點應設在地區(qū)與主系統(tǒng)聯(lián)絡的恰當位置，發(fā)生故障時，通過繼電保護動作手電側(cè)的解列斷路器將與其跳開，檢電壓的一般三相重合閘在主系統(tǒng)側(cè)實現(xiàn)。

⑵單相重合閘。在主系統(tǒng)故障相先切除時，選相跳閘通過簡單的相低電壓元件等來實現(xiàn)，不能重合或者故障多相時，則動作于解列。

三、繼電保護性能在重合閘過程中體現(xiàn)

㈠無條件都給予必要保證的：

⑴線路故障已消除的，能夠重合成功。

⑵線路上故障為消除重合時，瞬時三相與故障線路必須永久跳開。

㈡在330～500kV線路上，應保證包括單相重合閘在內(nèi)的整個重合閘過程中，瞬時跳閘應在發(fā)生在任何期間的任一單相或多相再故障中得以實現(xiàn)。

㈢對220kV線路采用單相重合閘的，瞬時跳閘在重合成功后再故障時應保證實現(xiàn)；此外，全過程選擇性跳閘必備在兩健全相故障時。

㈣在重合閘過程中，如果相鄰線路故障，允許實現(xiàn)重合閘線路的繼電保護無選擇性跳閘，但宜在可能條件下縮短無選擇動作的范圍。

四、快速保護因故退出運行時的對策

㈠在可能條件下，適當?shù)馗淖冸娋W(wǎng)運行接線和方式，也考慮極少量事先安排可以由現(xiàn)場值班人員執(zhí)行的繼電保護改定值，包括臨時投入簡單的保護裝置，使保留運行中的繼電保護動作性能適應當時的系統(tǒng)穩(wěn)定要求。

㈡對配置了雙套縱聯(lián)保護的受端系統(tǒng)220kV線路，如果主保護同時退出運行，而保留運行的后備保護動作性能又不能滿足當時的系統(tǒng)穩(wěn)定要求，可以由現(xiàn)場運行人員臨時投入事先設定好的專用壓板，將有一定末端故障靈敏度的相間及接地第二段保護動作時間降低乃至改成瞬時動作，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和相鄰線路保護選擇性要求。寧可在相鄰線路出口附近故障時本線路無選擇性跳閘，也不宜冒系統(tǒng)失去穩(wěn)定的風險。

五、超高壓電網(wǎng)繼電保護發(fā)展的幾個關(guān)鍵問題

1.故障信息與新型繼電保護技術(shù)對故障信息的研究和充分利用是發(fā)掘繼電保護新原理的基礎，而計算機在繼電保護中的應用為充分利用故障信息提供了技術(shù)手段。建立在深入研究故障信息和廣泛應用小波變換基礎上的輸電線路行波保護、暫態(tài)保護和無通道保護是繼電保護研究的新方向。

2.超高壓電網(wǎng)繼電保護的“四性”問題。超高壓電網(wǎng)現(xiàn)場的環(huán)境電纜絕緣降低，保護抗高能起伏電壓差，擊穿過電壓等的影響，造成繼電保護裝置達不到可靠性、選擇性、快速性和靈敏性的基本要求。需要從總體上充分兼顧到保護動作的安全性與快速性，可靠切除故障的協(xié)調(diào)問題。超高壓電網(wǎng)的保護可靠性是具有多面性的復雜問題，應針對電網(wǎng)的具體情況，找出威脅其保護可靠性的各種主要因素，以確保電網(wǎng)的安全運行。

3.超高壓電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)目前各電力設備的主保護相互獨立，故障元件被突然切除后，剩余的系統(tǒng)元件可能會因運行不正常而被保護跳開，造成聯(lián)鎖的大面積停電事故。繼電保護故障信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對大量不同廠家、不同類型及不同規(guī)約的微機保護裝置、故障錄波器和其他智能設備的統(tǒng)一接入與集中管理。超高壓繼電保護故障信息系統(tǒng)由設在電網(wǎng)調(diào)度中心的主站，設在超高壓局和直管電廠、電業(yè)局的分站及設在變電站、發(fā)電廠的子站通過電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡組成。繼電保護故障信息系統(tǒng)的通信包括主（分）站-子站和子站內(nèi)通信兩部分。

六、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，電力的應用越來越廣，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行極其重要。電力系統(tǒng)是—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)，如何正確應用繼電保護技術(shù)來，提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行已成為迫切需要解決的技術(shù)問題，在實際的工作中必須要引起足夠的重視。

參考文獻

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