繼電保護裝置運行的特點和原理以及問題分析

梁宇鵬

【摘要】繼電保護裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運行起著十分重要的作用，而隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對繼電保護裝置的要求越來越高。文章通過描述電力系統(tǒng)繼電保護裝置的發(fā)展近況，在分析其特點以及工作原理的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的問題，旨在促進電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護裝置;原理;特點

1.引言

隨著我國經(jīng)濟實力的增長和生活水平的提高，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，對電力系統(tǒng)的安全運行提出了更高的要求。為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行和提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，繼電保護裝置被提上了日程。就目前來看，繼電保護已邁向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，其對電力系統(tǒng)的控制、測量和保護都提出了更高的要求。所以，通過對繼電保護裝置的特點、原理以及可能存在的問題進行分析，找出有效對應(yīng)的解決措施，使其更有效地推動電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2.繼電保護裝置運行的特點

2.1 能夠快速有效地處理電力系統(tǒng)內(nèi)的故障

繼電保護裝置在正常運行時，一旦電力系統(tǒng)工作出現(xiàn)異常，產(chǎn)生故障，其都會及時、有效地傳遞故障信號，并準(zhǔn)確將動作反映出來，將故障限制在可控范圍內(nèi)，并立即切斷故障。

機電保護裝置在電力系統(tǒng)正常工作時并不起多大的作用，可是一旦電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障，繼電保護裝置就會起保護作用，將系統(tǒng)故障給限制住，防止因電力故障導(dǎo)致的不必要損失。

2.2 自身故障

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)的正常運行時其自身也可能會發(fā)生一些故障，這些故障可分為兩類：誤動故障和拒動故障。

誤動故障是指：電力系統(tǒng)正常運行時，繼電保護裝置發(fā)出的信號與動作發(fā)生錯誤，造成電力系統(tǒng)檢測信號紊亂，影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。拒動故障是指：當(dāng)電力系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)異常情況時，繼電保護裝置因自身故障拒絕產(chǎn)生動作，使得其在保護電力系統(tǒng)運行中并沒有起到保護作用，進而可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的電力故障發(fā)生。此類故障主要出現(xiàn)在傳統(tǒng)繼電保護裝置中，隨著科技發(fā)展，繼電保護裝置的配置和安全作用的效果會得到顯著提高，將會大大降低此類故障的發(fā)生率。并且，隨著科技發(fā)展的繼電保護裝置，不僅能夠保護系統(tǒng)正常運行，而且能偶對系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)進行實時監(jiān)測，進行遠程控制，對電力系統(tǒng)的安全有效穩(wěn)定運行提供了更加有力的保障。

2.3 能夠提高裝置性能

繼電保護裝置能夠有效地提高裝置的性能，快速、準(zhǔn)確地反映故障并將其去除，保證系統(tǒng)的安全運行。以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，建立在自動化系統(tǒng)的繼電保護裝置能夠完成復(fù)雜的工作，且能夠及時檢測到故障，并立刻傳遞給工作人員，解決掉故障。

此外，繼電保護裝置的抗干擾性能力較差，所以要加強對繼電保護裝置的管理。

3.繼電保護裝置運行的原理

3.1 繼電保護裝置的原理概述

繼電保護裝置的原理是利用電力系統(tǒng)在工作時，元件發(fā)生異常情況的功率、頻率、電流、瓦斯量等電氣量的變化，以及變壓器油箱內(nèi)故障時油流速度增大、產(chǎn)生大量瓦斯的、油壓強度的增高等其他的物理量。在大多數(shù)的情況下，不管論采用哪種原理，繼電保護裝置都應(yīng)該包括以下幾個方面：邏輯部分、定值調(diào)整部分、測量部分以及執(zhí)行部分。微機繼電保護的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

測量部分：測量主要是對被保護對象輸入的相關(guān)電氣量進行測量，頻率、電壓等。測量結(jié)束后，還要將測得的數(shù)據(jù)與相關(guān)的整定值進行對比分析，輸出比較結(jié)果，最后再判斷繼電保護裝置是否該發(fā)生動作。

邏輯部分：針對檢測部分檢測出的數(shù)據(jù)與輸出邏輯關(guān)系，對其進行邏輯分析，判斷是否應(yīng)該發(fā)出信號或者短路跳閘，并輸入相關(guān)命令到執(zhí)行部分中。

執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分發(fā)出的信號將裝置負(fù)擔(dān)的任務(wù)操作完成，如發(fā)出信號等。

圖1 微機繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)原理圖

3.2 繼電保護的具體分析

關(guān)于電力系統(tǒng)電力變壓器的保護，可有以下幾類：

3.2.1 瓦斯保護

作為變壓器內(nèi)部故障（相間、匝間短路）的主保護，根據(jù)規(guī)定，800KVA以上的油浸變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。

（1）重瓦斯動作流速：0.7～1.0m/s。

（2）輕瓦斯動作容積：<1000KVA：200±10%cm3;在1000～15000KVA：250±10%cm3;在15000～100000KVA：300±10%cm3;>100000KVA：350±10%cm3。

3.2.2 電流速斷保護整定計算公式

（1）動作電流：=×

繼電器動作電流：

其中：—可靠系數(shù)，DL型取1.2，GL型取1.4;—接線系數(shù)，接相上為1，相差上為;—變壓器二次最大三相短路電流; ? ? ? ? ? —電流互感器變比;—變壓器的變比。

一般計算公式：按躲過變壓器空載投運時的勵磁涌流計算速斷保護值，其公式為：

其中：取3～6;—變壓器一次側(cè)額定電流;—速斷保護動作電流值。

（2）速斷保護靈敏系數(shù)校驗：

其中：—變壓器一次最小兩相短路電流。

3.2.3 過電流保護整定計算公式

（1）繼電器動作電流

其中：—可靠系數(shù)，取2～3（井下變壓器取2）;—接線系數(shù)，接相上為1，相差上為;—返回系數(shù)，取0.85。

（2）過流保護靈敏系數(shù)校驗

其中：—變壓器二次最小兩相短路電流;—過流保護動作電流值;—變壓器的變比。

過流保護動作時限整定：一般取1～2S。

根據(jù)以上幾點保護措施，可有效減少保護裝置工作過程中出現(xiàn)問題的概率，并且可根據(jù)計算過程中的數(shù)據(jù)，判斷可能產(chǎn)生故障的發(fā)生點，及時進行故障排查、維修措施。

4.繼電保護裝置運行中的問題分析

繼電保護裝置在日常運行中會出現(xiàn)許多的問題，主要表現(xiàn)在下面幾個方面：

4.1 絕緣問題

微機繼電系統(tǒng)線路密集、集成度較高，在長期的使用過程中，由于靜電作用電路表面會吸附大量的灰塵，使得電路出現(xiàn)新的導(dǎo)電通道，導(dǎo)致電纜絕緣性能降低。其次，在設(shè)備的檢修過程中，由于受施工工藝、現(xiàn)場運行環(huán)境等原因影響，容易造成的二次電纜絕緣降低問題，最終導(dǎo)致繼電保護裝置存在重大安全隱患。

4.2 繼電器抗干擾能力低

當(dāng)微機型保護裝置抗干擾性能無線通訊設(shè)備干擾能力較弱。如一電焊機在繼電保護裝置周圍進行氫弧焊接時，常常導(dǎo)致繼電器跳閘。其次，沖擊負(fù)荷、操作方法、直流回路接地等也會干擾繼電保護裝置。

當(dāng)周圍環(huán)境溫度的變化、繼電器遭受沖擊與振動或者鉚安裝不夠好導(dǎo)致繼電器零部件松動等原因，都會影響繼電器的參數(shù)值，導(dǎo)致參數(shù)出現(xiàn)錯誤。

4.3 針對以上問題實施的幾點解決措施

第一，因繼電保護裝置中有許多的線圈， 對各線圈隔開單獨放置為避免其出現(xiàn)接觸交叉的現(xiàn)象。加強繼電保護裝置的檢修和維護。工作人員需定期對繼電保護裝置進行檢修和維護，對其運行過程中的數(shù)據(jù)進行記錄并合理分析，保證其正常工作或者提前發(fā)現(xiàn)其不正常現(xiàn)象并及時采取措施。加強對工作人員的技能培訓(xùn)，盡量減少由于工作人員操作維護錯誤對設(shè)備造成二次破壞。

第二，提高裝置的抗干擾水平，避免因干擾信號過強而導(dǎo)致裝置產(chǎn)生誤操作現(xiàn)象。信號傳輸過程很容易收到電磁波信號的干擾，所以，要加強繼電保護的絕緣裝置，同時，在元件選擇上也要選擇抗干擾強和隔離性能高的。在裝置安裝過程中，不僅要保證其在線路上進行防護，還要避免繼電保護裝置接地，從而避免在接地安裝的過程中產(chǎn)生電磁干擾。

5.結(jié)束語

綜上所述，繼電保護裝置穩(wěn)定安全運行對電力系統(tǒng)的正常工作起了非常重要的作用，同時，繼電保護的技術(shù)水平較高，繼電保護裝置的維護工作也同樣艱巨。所以，工作人員在提高自身知識理論儲備和實際操作能力的同時，要做好繼電保護裝置的維護和管理工作，保證電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全地運行。

參考文獻

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