繼電保護在供配電系統(tǒng)中的應用分析

王宇彪

摘 要：通過對繼電保護在供配電系統(tǒng)中的應用分析，介紹了供配電系統(tǒng)的組成和特點，闡述了繼電保護在供配電系統(tǒng)中的作用、特點和分類，同時對于應用較為普遍的變配電站綜合自動化系統(tǒng)進行了描述。

關鍵詞：繼電保護 供配電系統(tǒng) 可靠 綜合自動化系統(tǒng)

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0058-01

1 供配電系統(tǒng)簡介

現(xiàn)在發(fā)電廠發(fā)電機的出口電壓為10 kV，低壓發(fā)電機出口電壓為0.38/0.22 kV。發(fā)電廠發(fā)出的電除8%自己消耗外，其余向外輸送。10 kV直接供給發(fā)電廠附近的用戶，遠距離的用戶就要經(jīng)過升壓后再向外輸送。輸送距離與電壓等級成正比，電壓等級越高輸送距離越遠。110 kV及以下為配電線路，以上為輸電線路。發(fā)電機、變壓器、開關設備與輸電線路等與調(diào)度管理相結合稱為電力系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)由變壓器、開關設備與輸電線路組成。由于電能的生產(chǎn)、輸送和使用本身所固有的特點，以及連接成電力系統(tǒng)后出現(xiàn)的新問題，決定了電力系統(tǒng)的運行與其它工業(yè)生產(chǎn)過程相比具有許多顯著不同的特點。例如電能生產(chǎn)和使用同時完成，正常輸電過程和故障過程都非常迅速，具有較強的地區(qū)性特點，與國民經(jīng)濟各部門關系密切。

2 繼電保護的作用

電是一種特殊產(chǎn)品，它不能大量儲存。根據(jù)歐姆定律，電壓保持不變，電流隨著負載電阻（交流電為阻抗）變化而改變。當發(fā)生事故后，假如輸電線路短路，短路點以后的負載阻抗就被短路，只剩下變壓器與輸電線路的阻抗，根據(jù)歐姆定律，阻抗減小電流就會增大，出現(xiàn)短路電流。電力系統(tǒng)容量越大發(fā)生短路事故后系統(tǒng)電壓降越小，短路電流就越大，直接威脅到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，繼電保護必須迅速將故障點從電網(wǎng)中切除，保證電網(wǎng)繼續(xù)正常運行。繼電保護作用就是能保證在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，迅速、準確地將事故點從電網(wǎng)中切除，保證電力系統(tǒng)繼續(xù)供電。

3 繼電保護的四大要素

繼電保護和自動裝置的設計和應用應以合理的運行方式和可能的故障類型為依據(jù)，并應滿足可靠性、選擇性、速動性與靈敏性四項基本要求。（1）可靠性是指保護應該動作時動作，不應該動作時不動作。另外還要求繼電保護設備本身運行可靠，不發(fā)生故障，要有自診斷功能。為保證可靠性，宜選用可能的最簡單的保護方式，應采用由可靠元件和盡可能簡單的回路構成的性能良好的裝置，并應具有必要的檢測、閉鎖和雙重化等措施。保護裝置應該便于整定、調(diào)整和運行維護。（2）選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障。當故障設備和線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障。為保證選擇性，對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內(nèi)有配合要求的兩元件，其靈敏系數(shù)及動作時間，在一般情況下應相互配合。（3）速動性是指保護裝置應盡快的切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。（4）靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)應根據(jù)不利的正常運行方式和不利的故障類型計算，但可不考慮可能性很小的情況。

4 繼電保護的分類

（1）繼電保護按保護對象分為：發(fā)電機保護、變壓器保護、線路保護、母線分段斷路器保護、高壓電動機保護與高壓電容器保護等。（2）繼電保護按保護動作性質(zhì)分為：無延時速斷、帶延時速斷、過電流、反時限過負荷、定時限過負荷、過電壓、低電壓、失壓、縱差動、橫差動、單性接地（零序過電流、零序過電壓）、負序過電流、負序過電壓、低頻解列、不平衡電流、不平衡電壓、轉子單性接地、過勵磁、失勵與自動重合閘等。（3）繼電保護按保護作用分為：主保護、后備保護與輔助保護，后備保護又分為遠后備和近后備保護。遠后備是在主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。近后備是由本電力設備或線路的另一套來實現(xiàn)的后備保護，如變壓器差動與后備保護。輔助保護是為補充主保護與后備保護的功能，或主保護與后備保護退出運行而增設的簡單保護。（4）非電量保護包括：輕瓦斯、重瓦斯、高溫、超高溫、高壓電動機故障與現(xiàn)場工藝故障跳閘等。

5 變配電站綜合自動化系統(tǒng)

變配電站綜合自動化系統(tǒng)包括變配電站綜合自動化裝置與計算機系統(tǒng)。變配電站綜合自動化裝置除具有繼電保護功能外，還具有監(jiān)控功能，所以又稱為綜合保護裝置（簡稱為綜保裝置）。大型發(fā)電機、變壓器與遠距離輸電線路都有專用的保護，稱為微機保護裝置。小型變配電站一般采用變配電站綜合自動化裝置與中央信號箱相配合方案。

6 變配電站綜合自動化裝置的特點

（1）保護功能強，容易得到改善，除保護功能外，還具有監(jiān)控功能。（2）可靠性高，軟件分析能力提高了繼電保護動作的可靠性，自診斷能力提高了裝置本身的運行可靠性。（3）軟件判斷能力強，動作準確率高，拒動少。產(chǎn)品抗干擾能力提高后，誤動也相對減少。（4）具有一定的附加功能，如事故與操作記錄以及故障錄波等。（5）使用靈活、維護與調(diào)試方便。（6）變配電站綜合自動化裝置本身價格不斷降低，功能不斷加強，工程綜合造價也不斷降低。（7）具有遠方調(diào)度功能，便于實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)。（8）產(chǎn)品規(guī)格與型號種類繁雜，給設計、施工以及維護帶來許多不便。

7 結語

鑒于供配電系統(tǒng)的特點及繼電保護在供配電系統(tǒng)中的重要作用，應該不斷加強對供配電系統(tǒng)中繼電保護的研究，并做好繼電器保護與電子技術的結合，使其在保證電力系統(tǒng)完全穩(wěn)定運行中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

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