論繼電保護在傳統電流保護中的應用

田遐

（廣東電網公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

引言

電力系統繼電保護是在電力系統發生故障時，可以及時發現和判斷電力系統中的運行故障的位置，并自動的切斷故障部位的電路，以達到保護整個系統不受短路影響而產生各大的安全事故的一種防護措施，雖然不直接參與電力系統的運行，但同時是電力系統運行過程中不可缺少的環節。隨著科學技術的發展以及電力系統的不斷升級和發展，繼電保護裝置自身的運行技術和系統也得到了很大的發展，由傳統的繼電保護裝置發展為現代的微機型也就是計算機繼電保護裝置。

自適應繼電保護是計算機技術應用于繼電保護裝置后的一個最重要的系統改進成果。自上世紀八十年代提出以來，得到了學界的廣泛關注和認可，因為其應用的靈活性和先進性更加適用于現代的復雜的電力運行的監控和管理。自適應繼電保護的基本思想是使繼電保護裝置盡可能的智能化，以適應系統的各種運行要求，達到根據電力系統的運行變化調整自身的運行的目的。這種調整可以更好的配合電力系統的各種情況下的運行，做到更加全方位的運行狀態的監控。雖然國際上對于該技術的應用已經非常廣泛，但是該技術還存在著很大的發展和完善的空間，特別是我國在自適應技術的研發和應用均處于起步階段，和發達國家仍有很大差距，需要我們電力工作者的共同努力，下面筆者就自適應繼電保護系統的各個方面的功能和作用的發揮與傳統繼電保護系統的對比，來分析自適應繼電保護系統的工作原理以及優勢特點。

1 自適應電流速斷保護

電力系統繼電保護的基本要求包括選擇性和速動性。所謂選擇性就是在檢測到電力系統的運行故障時能夠技術準確的判斷出要切斷的電路線路，速動性就是在這一切斷的過程中的效率。一般情況下我們要求一個優良的繼電保護裝置要同時具備這兩種特征，但是在實踐中二者的操作還是會有一個優先的選擇順序的，一般情況下，大型的變電站遇到故障的問題時，會優先選擇繼電保護裝置的反應速度。

傳統的速斷裝置是在離線狀態下，假定工作在最大運行方式下，線路末端發生短路時確定出整定值并讓設備依據這個值來進行保護工作。隨著電力系統的不斷發展，電網結構越來越復雜，電力系統的運行規模也越來越大，這種情況下傳統的繼電保護裝置已經不能滿足供電中的運行監控的要求了，而且電力系統一直處在不斷地變化之中，致使電力系統故障也較傳統的電力系統增多，且發生的形式逐漸多樣，這使得傳統的速斷保護裝置顯得力不從心，必須用一種更適合的繼電保護系統予以取代。一方面，整定值雖然相對合理，但是實際操作有其復雜性和不可預測性，導致實際運行狀態與預先的設定有所出入，這種誤差也必將導致保護裝置不能處于運行的最佳狀態；另一方面，整定值是假設工作在最大運行方式下得到的，但是系統的運行不能夠時刻保持在最大的運行方式下，甚至經常會出現運行方式的最小方式，這種時候，傳統的繼電保護裝置對于電力系統的運行保護就可能部分甚至全部失效。

自適應電流速斷保護出現以后就顯現出它獨特的優勢，即它的特點是可以根據電力系統的運行方式和故障狀態實時改變保護性能和整定值。這種可調式的靈活性就性根本上解決了保護裝置在運行中的上述問題，不僅擴大了保護范圍，還能保證各種運行狀態下的正常工作。

1.1 傳統電流速斷保護原理

根據電力系統短路分析，當電源電勢一定時，三相短路電流可以表示為一個串聯的整體，這意味著一旦三項短路電路同時發生，傳統的繼電保護裝置只能針對其中的一項或者兩項進行反應，通過對大量的實際情況的總結和計算，我們統計出一般情況下的傳統繼電保護裝置的反應只針對其中一項電流。所以，傳統速斷保護的不足在于實際的保護范圍總是小于最大運行方式下的保護范圍，這就大大的限制了傳統的繼電保護裝置的應用范圍，另外，傳統的繼電保護范圍受系統運行方式的影響很明顯，不能靈活的隨著各種電力系統的具體情況調試自己的監控和排查功能，輕則造成監測效果降低，嚴重時甚至會出現保護范圍為零的情況，這種情況無論對于電力系統的維護和運行都是非常不利的，存在著非常大的安全隱患，必須在以后的系統升級中及時的解決和處理掉。

1.2 自適應電流速斷保護

自適應電流保護的優點是利用微型機的計算和記憶功能，在線計算出電流速斷保護的整定值，即讓整定值隨著運行方式和故障類型的變化而變化，恰好解決了傳統電流速斷保護的問題。

實踐中我們了解到，自適應電流保護的保護范圍與故障類型無關，這大大的提高了繼電保護裝置的發揮功能的范圍，突破了傳統的繼電保護裝置的限制，實踐中我們也發現了自適應繼電保護裝置的另一特性，即自適應的電流是隨時間變化的，且它的大小取決于阻抗的大小，并能夠使保護總是處在最佳保護的狀態，這無疑給我們的巡檢工作帶來了非常大的便利，有助于我們觀測自適應繼電保護裝置的各項指標情況，以及根據電流的檢測推算出運行中阻抗的大小。

2 自適應過電流保護

過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開最大負荷電流來整定的一種保護。它在正常運行時不應該啟動，而是在電網發生故障時，能隨著電流的增大而反應。在一般情況下，它不僅能夠保護本線路，而且能夠保護相鄰線路，以起到后備保護的作用，這也是傳統的繼電保護裝置所不具備的新功能，傳統的繼電保護裝置只能針對自己的所處線路的問題進行解決，無法兼顧周圍的相鄰線路，而致使一些故障的預防和排除的不徹底，但是自適應繼電保護裝置就克服了這一缺陷，做到了全面的電流保護。

2.1 傳統過電流保護

過電流保護是根據在電網發生故障時短路電流增大的原理動作的。為了保證在非故障情況下保護誤動，以免干擾電力系統的運行，傳統過電流保護要調整最大負荷量。因為傳統的過電流保護是按躲過最大負荷電流進行整定，在區外故障切除后繼電器應能可靠返回，且要考慮電動機自啟動系數。所以，過電流保護的保護范圍受系統運行方式、負荷變化、返回系數及自起動系數的影響，使它的保護范圍大大減小，無法達到良好的過電保護的效果。

2.2 自適應過電流保護

自適應過電流保護為克服傳統保護的缺點，要求按照當時的負荷電流來整定動作電流的定值；動作時限按反時限特性在線或離線整定，基于自適應繼電保護裝置的定值功能，不僅能解決了運行中的智能反應問題，還解決了對電流的保護的范圍的問題。另外，自適應過電流保護可以使保護裝置隨系統運行方式、負荷的變化實時調整動作電流定值，當故障電流大于整定電流時，保護啟動，再用故障電流，計算出動作延時，經過動作延時使保護動作切除故障。

由此可見，自適應過電流保護可以通過對負荷電流的實時監測，隨時調整動作電流整定值及動作時限特性，使保護處于最佳動作狀態。

結束語

綜上所述，自適應的電流保護是一種吸收了先進的科學技術，并結合傳統繼電保護裝置的優秀性能的一種新型的繼電保護系統，可以更好的為現代的電流系統的故障檢測和排查服務，從而更好的服務于我國的電力系統的建設事業。

[1] 鄭海坤.淺談繼電保護應用中存在的問題與改進措施[J].機電信息，2011-12-25.

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