淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的問題及其完善措施

摘 要：作為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備，繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中起到非常突出的作用。在國內(nèi)現(xiàn)行龐大電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置缺陷頻發(fā)，本文主要分析繼電保護(hù)中的問題，然后提出了完善措施，希望能為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行做出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);改善措施

一、引言

隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)容量日益增漲，結(jié)構(gòu)更顯復(fù)雜，提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平十分重要。繼電保護(hù)是確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要裝置，保護(hù)裝置動作的正確性將直接影響整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 繼電保護(hù)裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備，是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第三道防線。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)、原理及要求

2.1 繼電保護(hù)的基本任務(wù)。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

2.2 繼電保護(hù)的基本原理。繼電保護(hù)裝置必須具有甄別被保護(hù)元件正常運(yùn)行狀態(tài)還是故障狀態(tài)、區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后輸入電流、電壓、相位等電氣物理量變化的特征作為判別依據(jù)， 通過測量比較→邏輯判斷→執(zhí)行輸出，實(shí)現(xiàn)不同原理的繼電保護(hù)功能。

2.3繼電保護(hù)的基本要求。對繼電保護(hù)的基本要求、繼電保護(hù)裝置必須具備以下5項基本性能： ①安全性，在不該動作時，不發(fā)生誤動作。②可靠性，在該動作時，不發(fā)生拒動作。③快速性，能以最短時限將故障或異常消除。④選擇性，在可能的最小區(qū)間切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續(xù)供電。 ⑤靈敏性，反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示。選擇繼電保護(hù)方案時，除設(shè)置需滿足以上 5 項基本性能外，還應(yīng)注意其經(jīng)濟(jì)性。 即不僅考慮保護(hù)裝置的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，還必須考慮因裝置不完善而發(fā)生拒動或誤動對國民經(jīng)濟(jì)和社會生活造成的損失。

三、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常規(guī)缺陷原因分析

3.1 人為因素。在整個電力系統(tǒng)中，人員龐大繁雜，受新老員工交替、人員工作狀態(tài)、人員技能經(jīng)驗(yàn)差異影響，具體差異體現(xiàn)在繼電保護(hù)設(shè)備操作、保護(hù)功能投退、事故缺陷處理、定期維護(hù)等工作中，工作人員可能因?yàn)椴僮鳌⑴袛嗍д`導(dǎo)致不安全事件的發(fā)生，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的不可靠性提高。

3.2設(shè)備壽命和環(huán)境因素。隨著科技發(fā)展，繼電保護(hù)逐漸由傳統(tǒng)繼電器盤柜形式轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積更小、更加智能的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置，新型的繼電保護(hù)設(shè)備對運(yùn)行環(huán)境中的溫度、濕度、粉塵均有相關(guān)要求，對于安裝于10-66kV開關(guān)柜中的繼電保護(hù)裝置，運(yùn)行環(huán)境溫度要求在-5℃-30℃，相對濕度不得大于95%，對于安裝于保護(hù)室內(nèi)的裝置運(yùn)行環(huán)境溫度要求在5℃-30℃，相對濕度不得超過75%，裝置的運(yùn)行環(huán)境是導(dǎo)致裝置缺陷頻發(fā)的主要原因之一;此外繼電保護(hù)裝置連續(xù)運(yùn)行一般不得超過12年，超過使用年限后需對裝置進(jìn)行更換，惡劣環(huán)境下的保護(hù)裝置應(yīng)降低設(shè)備的更換年限，繼電保護(hù)類裝置價格較高，到達(dá)使用年限后更換不及時，存在超期運(yùn)行、帶病運(yùn)行的隱患。

3.3繼電保護(hù)裝置回路缺陷。在電力系統(tǒng)中，每三年都會對運(yùn)行中的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性檢驗(yàn)維護(hù)，以判斷電氣回路、保護(hù)裝置的可靠性，主要體現(xiàn)在二次回路中的常規(guī)缺陷如直流接地、電流回路開路接地、電壓回路短路缺相、控制回路拒動、信號回路誤動等因素，且隨著設(shè)備運(yùn)行年限的增加，二次電纜絕緣老化，導(dǎo)致二次回路中絕緣降低，是導(dǎo)致設(shè)備隱患的主要因素，此外由于二次線纜施工工藝不規(guī)范，會導(dǎo)致改造、檢修等過程中誤碰率的增加。

3.4 通訊缺陷。隨著繼電保護(hù)自動化程度的提高，裝置通訊互通聯(lián)系緊密，高壓設(shè)備逐漸實(shí)現(xiàn)無人值守，涉及區(qū)域電網(wǎng)的保護(hù)通過多臺裝置共同實(shí)現(xiàn)，各保護(hù)裝置之間通過光纖、485通訊、網(wǎng)線等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，設(shè)備之間的通訊保障尤為重要。

四、提高繼電保護(hù)可靠性的改善措施

4.1 確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)正常運(yùn)行的措施。

4.1.1為保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證整個工作的順利進(jìn)行，需要進(jìn)一步完善制度建設(shè)，加強(qiáng)人員基礎(chǔ)管理工作，堅持兩票三制，逐步提高員工安全意識和專業(yè)技能水平，盡可能規(guī)避人為因素造成的設(shè)備缺陷發(fā)生。

4.1.2通過加裝溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)施改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，定期清理裝置積灰，利用一次設(shè)備停運(yùn)或者檢修時間，定期除塵、更換老化的電源插件，到達(dá)設(shè)備規(guī)定使用壽命后及時進(jìn)行更換，嚴(yán)禁超期運(yùn)行。

4.1.3定期進(jìn)行預(yù)防性檢查，對裝置性能、回路絕緣、回路電阻進(jìn)行測量，同時應(yīng)完善日常維護(hù)制度，對不影響設(shè)備運(yùn)行的一般性缺陷及時消除，嚴(yán)禁設(shè)備帶病運(yùn)行，設(shè)備柜內(nèi)防火封堵、接線端子進(jìn)行定期檢查，消除設(shè)備安全隱患。

4.2 常見的繼電保護(hù)故障的處理方法。

4.2.1 替換法。在無法精準(zhǔn)判別故障點(diǎn)的情況下采用備用板件更換故障板件，進(jìn)而對故障進(jìn)行區(qū)域判定，有利于快速縮小故障查找范圍。

4.2.2 參照法。即用穩(wěn)定設(shè)備的參數(shù)來對照故障設(shè)備的參數(shù)，繼而發(fā)現(xiàn)故障所在，接線失誤或者定值校驗(yàn)中預(yù)想值和測試值出入較大的情況下，此方法被廣泛應(yīng)用。經(jīng)過更換、修理故障元件之后，二次接線后，仍然存在故障，此時需要對照同類裝置的接線進(jìn)行修理，針對性能的檢測，可以通過更換繼電器刻度，或用同樣表和回路相同的繼電器進(jìn)行參照。

4.2.3 電位法。此方法在電氣設(shè)備檢修過程中普遍被采用，通過測量電氣回路中不同位置的電位狀態(tài)，從而迅速判斷故障的范圍，快速定位故障區(qū)域。

五、結(jié)語

繼電保護(hù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了四個發(fā)展階段： 傳統(tǒng)的繼電器式繼電保護(hù)→半導(dǎo)體晶體管式繼電保護(hù)→集成電路繼電保護(hù)→微機(jī)保護(hù)。

通過繼電保護(hù)的發(fā)展過程可以看出，繼電保護(hù)隨著時代的變遷、科技的進(jìn)步一同在發(fā)展。 隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機(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。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢 是計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。總之，繼電保護(hù)必將隨著各種技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展呈現(xiàn)更新的特征，也將獲得更廣泛的應(yīng)用。

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作者簡介：張重陽（1990-09-06），男，漢族，籍貫：河北省保定市蠡縣，職務(wù)電氣專工，學(xué)歷：本科，河北長潤環(huán)?？萍加邢薰荆芯糠较颍弘姎庀到y(tǒng)自動化。