淺析電力工程系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)

謝丹+柳曉+閆建朋

摘 要 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。

關(guān)鍵詞 繼電保護 基本要求 現(xiàn)狀

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

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(fù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用

2.1繼電保護裝置的作用和任務(wù)

在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應(yīng)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(yīng)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(wù)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(yīng)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(wù)，對反應(yīng)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。第一，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(yīng)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)。第二，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(fù)，更重要的是可以提高發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。第三，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(yīng)根據(jù)對保護裝置動作最不利的條件進行計算。第四，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(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應(yīng)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(yīng)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(yīng)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：第一，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。第二，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。第三，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(yīng)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

3.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有一臺PC機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

3.2網(wǎng)絡(luò)化

計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應(yīng)保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。 因為繼電保護的作用不只限于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。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.3智能化

隨著通信和信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件，智能電網(wǎng)中可利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控，把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監(jiān)測，實現(xiàn)對保護功能和保護定值的遠程動態(tài)監(jiān)控和修正。

4保證繼電保護安全運行的措施

4.1做好常規(guī)巡視檢查

不論何種保護，常規(guī)巡視檢查都是非常重要的，清點連接件是否緊固焊接點是否虛焊機械特性等，將裝置所有的插件拔下來檢查一遍，將所有的芯片按緊，螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中，還必須將各元件保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。

4.2做好繼電保護裝置檢驗

認真完成各類檢驗項目，在完成整組試驗和電流回路升流試驗，嚴禁再拔插件.改定值、改定值區(qū)、改變回路接線等工作。

4.3接地問題

繼電保護工作中接地問題是非常突出的，保護屏的各裝置機箱屏障等的接地問題，必須接在屏內(nèi)的銅排上，保護屏內(nèi)的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng)，應(yīng)該用較大截面的銅辮或?qū)Ь€可靠緊固在接地網(wǎng)上，并且用絕緣表測電阻是否符合規(guī)程要求。

5結(jié)語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和智能化，只有了解和掌握繼電保護技術(shù)，才能更好地處理遇到的問題，保證電力系統(tǒng)安全運行。