淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的運(yùn)行與維護(hù)

程曉君 楊愷晉

摘要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要裝置，是組成電力系統(tǒng)整體不可或缺的重要部分。保護(hù)裝置配置使用不當(dāng)或不正確動(dòng)作，必將引起事故甚至擴(kuò)大事故。電力系統(tǒng)故障的后果是十分嚴(yán)重的，它可能宣告成設(shè)備損壞，人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而直接或間接地給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)難以估計(jì)的巨大損失，因此電力系統(tǒng)最為關(guān)注的問(wèn)題便是安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，在日常生產(chǎn)中，繼電保護(hù)的運(yùn)行與維護(hù)問(wèn)題顯得尤為重要。本文主要分析了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的運(yùn)行維護(hù)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);運(yùn)行維護(hù);狀態(tài)檢修;裝置

1 導(dǎo)言

電力作為當(dāng)今社會(huì)的主要能源，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是-個(gè)由電能產(chǎn)生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)不斷提出新的要求，近年來(lái)，電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。如何正確應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)遏制電氣故障，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率及運(yùn)行質(zhì)量已成為迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

2 繼電保護(hù)概述

2.1繼電保護(hù)概念

繼電保護(hù)是指在一次回路（變壓器、發(fā)電機(jī)組，輸電線纜等）工作出現(xiàn)異?；蚨搪窌r(shí)，利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時(shí)電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來(lái)構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作。它不僅僅是一個(gè)事故處理與反應(yīng)裝置，同時(shí)也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的裝置。

2.2繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在于：在供電系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，安全地、完整地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù);供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行;當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理。繼電保護(hù)裝置廣泛使用在變電站和斷路器上，用來(lái)檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、記錄故障、控制斷路器工作，是保障電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要組成部分。

2.3繼電保護(hù)裝置基本要求

根據(jù)繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，繼電保護(hù)裝置必須滿足以下四個(gè)基本要求：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。

選擇性。是指在可能的最小范圍內(nèi)切除故障，以保證最大限度地向無(wú)故障部分繼續(xù)穩(wěn)定供電。

快速性。是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時(shí)間以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

靈敏性。是指繼電系統(tǒng)反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示。繼電保護(hù)裝置對(duì)保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生的故障和正常運(yùn)行的情況，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，都能夠靈敏的感受和靈敏地作。

可靠性?？煽啃允侵冈诒Ｗo(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生它應(yīng)該反應(yīng)的故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠地動(dòng)作（即不拒動(dòng)）。而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其他任何情況下，則不應(yīng)該動(dòng)作（即不誤動(dòng)）。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀

（1）繼電保護(hù)與前沿技術(shù)相結(jié)合。當(dāng)今繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和保護(hù)、測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，其與繼電保護(hù)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，但是它還處于起步階段，要實(shí)現(xiàn)我國(guó)微機(jī)保護(hù)的全面網(wǎng)絡(luò)化，還需要廣大繼保人員的不懈努力。（2）使用人工智能（AI）。自適應(yīng)控制算法等先進(jìn)手段人工智能技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于求解非線性問(wèn)題，較之于傳統(tǒng)方法有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。由于AI的邏輯思維和快速處理能力，AI已成為在線狀態(tài)評(píng)估的重要工具，越來(lái)越多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的多個(gè)方面中，特別是繼電保護(hù)方面，其在控制、管理及規(guī)劃等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。因此，如今存輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和自動(dòng)重合閘等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。（3）微機(jī)在繼電保護(hù)中的大量普及。微機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)是利用微型計(jì)算機(jī)極強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯處理能力，能夠應(yīng)用許多獨(dú)特、優(yōu)秀的原理和算法，從而提高保護(hù)的性能。因此，近些年來(lái)我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)化率越來(lái)越高，特別是以高壓以上的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)。

4 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)策略

4.1 在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并立即向主管部門報(bào)告。

4.2 繼電保護(hù)動(dòng)作開(kāi)關(guān)跳閘后，應(yīng)檢查保護(hù)動(dòng)作情況并查明原因。恢復(fù)送電前，應(yīng)將所有的掉牌信號(hào)全部復(fù)歸，并記入值班記錄及繼電保護(hù)動(dòng)作記錄中。

4.3 檢修工作中，如涉及與其他工作班組交叉工作須要分合開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)與運(yùn)行值班人員和該工作班的工作負(fù)責(zé)人協(xié)商。

4.4 值班人員對(duì)保護(hù)裝置的操作，一般只允許接通或斷開(kāi)壓板，切換轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及卸裝保險(xiǎn)等工作。

4.5 在二次回路上的一切工作，均應(yīng)遵守《電氣安全工作規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，并有與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備符合的圖紙作依據(jù)。傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備檢修，依據(jù)《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例》的要求，對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置及二次回路接線進(jìn)行定期檢驗(yàn)，以確保裝置完好、功能正常，確?；芈方泳€及定值正確。若保護(hù)裝置在兩次校驗(yàn)之間出現(xiàn)故障，只有等保護(hù)裝置功能失效或等下一次校驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。如果這期間電力系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)將不能正確動(dòng)作。保護(hù)裝置異常是電力系統(tǒng)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，電氣二次設(shè)備同樣需要進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)行狀態(tài)檢修模式。

5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求也在不斷提高，繼電保護(hù)技術(shù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。除了保護(hù)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(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其他保護(hù)、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(jí)語(yǔ)言編程等，使微機(jī)保護(hù)裝置具備一臺(tái)PC的功能。為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，各個(gè)保護(hù)單元與重合裝置必須協(xié)調(diào)工作，因此，必須實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化，這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可行的。在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上是一臺(tái)高性能，為了測(cè)量 保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

6 結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是一個(gè)值得深入探討的課題，本文僅就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性做了一些淺顯的分析，怎樣才能使得繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性真正實(shí)現(xiàn)，又需要采取什么樣的方法來(lái)進(jìn)行日常的監(jiān)視和測(cè)定，都值得我們作進(jìn)一步分析究。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命，由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代，發(fā)展到一個(gè)新的水平。這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。

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