變電運行的繼電保護淺析

羅再邦

（廣西天峨縣水利電業有限公司，廣西 河池 547300）

變電運行是輸配電系統的關鍵，變電運行的可靠性和穩定性直接影響著整個電力系統的運行狀態。而繼電保護是變電運行系統的重要組成部分，是變電穩定運行的重要屏障。近年來，一些重大的電力安全事故均是由繼電保護方面的問題導致的。怎樣確保繼電保護功能的有效發揮，成為了業界日益關注的焦點問題。

1 變電繼電保護概述

1.1 繼電保護的含義

繼電保護系統主要包括了繼電保護裝置、電流電壓互感器、斷路器、自動重合閘等。繼電保護系統是串聯系統，系統中任何一個環節發生故障，均會造成整個繼電保護系統喪失應有的保護功能，降低繼電保護系統的可靠性。變電運行的繼電保護的可分為兩個部分進行闡述，一是繼電保護裝置，二是繼電保護技術。繼電保護裝置，是一種在變電系統中電氣元件處于不正常運行狀態或發生故障時，發出信號或動作于斷路器跳閘的自動裝置。繼電保護技術，主要包括變電系統故障分析技術、繼電保護配置設計技術、繼電保護原理及實現技術、繼電保護運行技術以及繼電保護維護技術等。合理運用繼電保護技術，是確保變電運用安全性和可靠性的重要保障。

1.2 繼電保護的作用

繼電保護在變電運行中發揮著重要的作用。當變電運行系統處于正常運行狀態時，繼電保護能夠安全地、實時地對各種設備的運行狀況進行監視，提供可靠的運行依據。當變電運行系統處于不正常運行狀態時，繼電保護能夠準確地、及時地發出報警信號，促使值班人員采取相應的措施進行處理。當變電運行系統出現故障時，繼電保護能夠有選擇性地、迅速地、自動地切除故障部分，以確保沒有發生故障的部分繼續運行。由此可見，繼電保護裝置在變電運行系統中的作用主要體現在預報事故的發生和縮小事故范圍兩個方面，能夠提高變電運行系統的可靠性，確保變電運行的不間斷性與安全性。

1.3 變電運行繼電保護的基本原理

變電運行中會發生多種故障，其中危害最大、最為常見的故障就是短路事故。變電運行發生短路故障時，會導致如下變化：電流和電壓之間的相位角出現變化、電壓降急劇下降、電流將急劇增大。利用變電運行發生故障時與正常運行時，各個物理量之間的差別，構成不同類型與原理的繼電保護裝置，其主要包括以下幾種類型。一是，反映電流變化的電流保護，具體包括零序電流保護、過負荷保護、電流速斷保護、反時限過電流保護、定時限過電流保護等。二是，反映電壓變化的電壓保護，具體包括反映電流、電壓之間相位角變化和電流變化的過電流保護、低電壓保護、過電壓保護。三是，反映電流和電壓之間比值，反映保護安裝處阻抗到短路點的距離保護。四是，反映輸入和輸出電流之差的差動保護，具體包括縱聯差動保護、橫聯差動保護。五是，反映變電運行頻率變化的周波保護。六是，瓦斯保護，即反映變壓器內部故障的氣體保護，具體包括重瓦斯保護、輕瓦斯保護。七是，反映變壓器溫度變化的溫度保護。

1.4 繼電保護裝置的基本要求

變電運行系統對繼電保護裝置有四項基本要求：可靠性、速動性、靈敏性與選擇性。首先可靠性。繼電保護裝置需要隨時處于準備狀態，并且能夠正確動作。不能夠滿足可靠性要求的繼電保護裝置，難以發揮其中變電運行中的作用，甚至會成為造成故障或擴大事故的根源。要保證繼電保護裝置動作的可靠性，就必須確保繼電保護裝置的安裝調試、整定計算等正確無誤，就必須確保繼電保護裝置的各個組成元件有著可靠的質量，就必須進行及時的運行維護，就應當盡可能的簡化繼電保護系統。其次，速動性。繼電保護裝置需要具備快速切除短路故障的能力，最大程度地縮短故障切除的時間，降低電氣設備因短路電流的受損程度，促進變電運行系統快速恢復，創造有利的電氣設備自啟動條件。第三，靈敏性。即繼電保護裝置對變電運行異常工作狀況或故障的反映能力。在繼電保護裝置的保護范圍內，繼電保護裝置都不可以產生拒絕動作，不論短路的性質如何，不管短路的位置怎樣。而子繼電裝置保護區外出現異常情況或發生故障時，繼電保護裝置都不可以產生錯誤動作。通常，采用靈敏系數衡量繼電保護裝置的靈敏性。第四，選擇性。繼電保護裝置在變電運行系統出現異常情況或發生故障時，應當有選擇性的切除故障部門，確保無故障部分的正常運行。繼電保護裝置需要斷開最接近故障點的斷路器，確保變電運行系統中沒有發生故障的部分依然能夠正常運行。要做到這一點，繼電保護裝置就必須具有選擇性。

2 變電運行中繼電保護的可靠性分析

可靠性指的是繼電保護的系統、設備或元件，在變電運行中的規定條件和預定時間內，完成規定功能的能力。確保變電運行安全和可靠的第一道防線，就是繼電保護。繼電保護可靠、快速的動作能夠有效遏制變電運行狀態的惡化，保障安全、可靠、穩定的變電運行。據有關統計表明，63%的電力系統事故的發生均是由于繼電保護的不正確動作而導致的。繼電保護的可靠性指標主要有正確動作率、無誤動工作概論、平均無誤動時間等。正確動作率在繼電保護可靠性研究的初期發揮著重要作用，其是通過一定時期內繼電保護裝置正確動作次數和繼電保護裝置總動作次數之比，對繼電保護的可靠性進行評估的，能夠在一定程度上反映繼電保護水平，但是“正確動作率”沒有考慮區外故障正確不動作次數，難以全面地反映繼電保護的可靠性。因此，在評估繼電保護可靠性時，還需要綜合考慮平均無誤動時間、保護誤動頻率、保護據動失效率等指標。

3 繼電保護裝置的選型

繼電保護在變電運行中占據著重要地位，根據變電運行的情況合理設置繼電保護，做好繼電保護裝置選型工作，是非常重要的。通常情況下，繼電保護裝置仍然是獨立設置的，根據保護對象進行配置，就地分散布置，電流電壓量直接輸入，動作后繼電保護裝置直接操作斷路器跳閘。繼電保護裝置和綜合自動系統完全獨立，確保整個變電運行系統的可靠性。變電運行系統中所選的繼電保護裝置需要具有較高的安全可靠性與成熟的技術，符合電力系統反事故措施的相關規定，符合《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的有關規定，并進行現場試運行，確保繼電保護裝置各項性能指標均能夠符合變電運行的要求。繼電保護裝置在符合相關規程要求的基礎上，還需充分考慮現有相關設備的技術條件，兼顧整個變電運行系統組網功能和技術發展的情況，選擇運行可靠性強、便于維護、性價比較高的繼電保護產品。

4 結語

綜上所述，可靠的繼電保護能夠確保變電穩定運行。現階段變電運行中的繼電保護裝置需要具備可靠性、速動性、靈敏性與選擇性，能夠準確反映變電運行異常工作狀況或故障，既能夠正確動作，又能夠快速動作；即能夠預報事故的發生，又能夠縮小事故范圍。在具體實踐中，需要做好繼電保護的選型、安裝調試以及維護工作，確保繼電保護裝置的功能可以得到充分的發揮，以保證變電運行的安全性。

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