淺談電力系統(tǒng)繼電保護的意義現(xiàn)狀及前景

夏海龍

(邵陽學院 湖南 邵陽 422000)

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淺談電力系統(tǒng)繼電保護的意義現(xiàn)狀及前景

夏海龍

(邵陽學院 湖南 邵陽 422000)

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟和人民生活服務。繼電保護不僅要切除故障元件和限制事故影響范圍.還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。今后，為確保繼電保護的更可靠運行一繼電保護的可持續(xù)發(fā)展.研究繼電保護發(fā)展趨勢.有著十分重要的現(xiàn)實意義.

電力系統(tǒng)；繼電保護；智能化

一、電力系統(tǒng)繼電保護的作用

電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應設置以各級計算機為中心，用分層控制方式實施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對包括正常運行在內(nèi)的各種運行狀態(tài)實施控制。這樣才能更進一步地確保電力系統(tǒng)的安全運行。

繼電保護裝置，就是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：

(1)當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，繼電保護能自動地、迅速地和有選擇性地動作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以系統(tǒng)無故障的部分迅速恢復正常運行，并使故障的設備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。

(2)當電氣設備出現(xiàn)不正常運行情況時，根據(jù)不正常運行情況的種類和設備運行維護條件，繼電保護裝置則發(fā)出信號，以便由值班人員及時處理，或由裝置自動進行調(diào)整。

由此可見，繼電保護在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的不可缺少的技術措施。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，如果沒有專門的繼電保護裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運行是根本不可能的。

二、繼電保護的基本特性

動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

(一)選擇性

所謂繼電保護裝置動作的選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護秒年個鼓掌切除。

總之，要求繼電保護裝置有選擇地動作，是提高電力系統(tǒng)供電可靠性的基本條件，保護裝置無選擇性的動作，又沒有采取措施(如線路的自動重合閘)予以糾正，是不允許的。

(二)速動性

所謂速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障。對于反應短路故障的繼電保護，要求快速動作的主要理由和必要性在于：

(1)快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。因此，快速切除故障是提高系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)事故的一項重要措施。

(2)快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時間，加速恢復正常運行的過程，保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。因此，快速切除短路故障，所有電動機在故障切除后都可以繼續(xù)正常運行，因而保證發(fā)電廠和用戶工作的穩(wěn)定性。通常要求在發(fā)電廠母線上的引出線上發(fā)生短路故障，機端母線電壓下降到額定電壓60%以下時，必須無時限地切除故障。

(3)快速切除故障可以減輕電氣設備和線路的損壞程度。

(4)快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設備自動投入成功率。從上述理由可知，快速切除鼓掌，對提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重大的意義。切除故障的時間是指從發(fā)生短路故障的時刻起到斷路器跳閘電弧熄滅為止的時間，它等于繼電保護裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。所以，為了保證快速切除故障，除了加快保護裝置的動作時間之外，還必須采用快速跳閘斷路器。

(三)靈敏性

所謂繼電保護裝置的靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。

(四)可靠性

所謂保護裝置的可靠性是指在撥戶范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護應該動作時，不應該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應該可靠不動作。

要求繼電保護裝置有很高的可靠性是非常重要的。因為，博愛戶裝置的拒絕動作或誤動作，都將給電力系統(tǒng)和用戶帶來嚴重的損失。所以，在設計、安裝和維護繼電保護裝置時，必須滿足可靠性的要求。

以上四個基本要求是設計、培植和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往由存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結構和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。

三、繼電保護的前景

我國繼電保護技術的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的,電力系統(tǒng)對運行可靠性和安全性的要求不斷提高,也就要求繼電保護技術做出革新,以應對電力系統(tǒng)新的要求。熔斷器是我國最初使用的保護裝置,隨著電力事業(yè)的發(fā)展,這種裝置已經(jīng)不再適用,而繼電保護裝置的使用,是繼電保護技術發(fā)展的開始。我國的繼電保護裝置技術經(jīng)歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式的發(fā)展歷程。隨著科技時代的來臨,我國的繼電保護技術,也開始走向了科技時代。在未來的一段時間內(nèi),我國繼電保護的技術主要是朝微機繼電保護技術方向發(fā)展。

我國應當在繼電保護技術上增加投入,以便建立一套適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全運行保障要求的繼電保護技術,在繼電保護裝置的使用上要注意及時的更新,適應我國各方面對電力安全使用的要求,為在未來切實的做好繼電保護工作提供最基本的設備支持。同時還應該掌握世界繼電保護技術的發(fā)展,在微機繼電保護技術上進一步的增強研究引進的力度,使我國的電力系統(tǒng)的安全系數(shù)達到世界先進水平,為我國強勢的經(jīng)濟增長速度提供更完善的電力支持。

[1]楊奇遜.微型機繼電保護基礎[M].北京:水利電力出版社,1988

[2]吳斌、劉沛、陳德.繼電保護中的人工智能及其應用[M].電力系統(tǒng)自動化,1995(4)

[3]張宇輝.電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2000

夏海龍(1996-)，男，漢族，寧夏青銅峽人，本科在讀，邵陽學院，電氣工程及其自動化。