電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

楊永業(yè)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

一、繼電保護(hù)技術(shù)的含義

繼電保護(hù)的基本任務(wù)主要包括兩個(gè)方面：其一，電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障時(shí)，該元件所屬保護(hù)范圍內(nèi)的繼電保護(hù)裝置需要迅速地向距故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，將故障元件與電力系統(tǒng)隔離開來，防止故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。其二，在電氣設(shè)備處于不正常工況的時(shí)候，發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，以便電力值班人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。此外，有些繼電保護(hù)裝置自身具備一定的故障調(diào)整功能。

二、如何保證繼電保護(hù)裝置選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性

首先繼電保護(hù)裝置的四性定義如下：

選擇性：指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量縮小停電范圍。

速動(dòng)性：指保護(hù)裝置能快速切除故障。保護(hù)裝置的速動(dòng)性需求基于a.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；b.減少用戶在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間；c.減少故障元件的損壞程度 ，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

靈敏性：指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。

可靠性：指發(fā)生了屬于保護(hù)裝置保護(hù)范圍的故障時(shí)，它能可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作（簡(jiǎn)稱拒動(dòng)）；而在不該動(dòng)作時(shí)，它能可靠不動(dòng)，即不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作（簡(jiǎn)稱誤動(dòng)）。

繼電保護(hù)的四性在整定計(jì)算中非常重要，在制定保護(hù)系統(tǒng)方案中常常很難同時(shí)滿足四個(gè)基本要求，整定計(jì)算工作很重要的一部分就是對(duì)四性進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

其四者之間的關(guān)系表現(xiàn)如下：

（一）可靠性與選擇性、靈敏性、速動(dòng)性存在矛盾。例如保護(hù)裝置的環(huán)節(jié)越少、回路越簡(jiǎn)單可靠性越高，但簡(jiǎn)單的保護(hù)很難滿足選擇性、快速性、靈敏性的要求。

（二）選擇性與靈敏性存在矛盾。例如，對(duì)于電流保護(hù)，提高整定值可以保證選擇性，降低整定值才能保證靈敏性，尤其是大、小方式相差較大時(shí)，很難同時(shí)滿足二者的要求。

（三）選擇性與速動(dòng)性存在矛盾。時(shí)間越長(zhǎng)越容易保證選擇性，但無法滿足速動(dòng)性的要求。

簡(jiǎn)而言之，繼電保護(hù)裝置的保護(hù)定值必須按照系統(tǒng)方式以及保護(hù)裝置四性的均衡要求嚴(yán)格整定，如此才能保證保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)元件的各種故障做出正確的判斷和快速動(dòng)作。另外，要保證繼電保護(hù)裝置持久良好地運(yùn)行必須由專業(yè)的班組進(jìn)行定期管理和維護(hù)，保證其良好的運(yùn)行條件，比如可靠的站用交直流系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)溫濕度控制，良好的小動(dòng)物封堵等等。

目前的電力系統(tǒng)中，微機(jī)保護(hù)是最常見的。雖然微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用使得原來的保護(hù)裝置得到簡(jiǎn)化，提高了數(shù)據(jù)處理速度和故障響應(yīng)速度，但就微機(jī)保護(hù)的特殊性而言，我們還需要注意一些現(xiàn)場(chǎng)問題，避免微機(jī)保護(hù)發(fā)生故障或誤動(dòng)、拒動(dòng)的現(xiàn)象。

（一）安裝后檢驗(yàn)的注意事項(xiàng) 。在投入運(yùn)行前還必須對(duì)繼電保護(hù)裝置加以檢驗(yàn),檢驗(yàn)時(shí)需做到保護(hù)裝置對(duì)各種類型的故障模擬量均能正確反應(yīng)和動(dòng)作，最后做整組試驗(yàn)以及電流回路實(shí)驗(yàn)，完成此項(xiàng)任務(wù)后，堅(jiān)決杜絕進(jìn)行其他工作。

（二）定值區(qū)的管理 。繼電工作對(duì)定值區(qū)的要求是十分嚴(yán)格的，從定值區(qū)的確定以及后期的管理都必須按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行。在每一次修改定值后，都必須及時(shí)打印出修改內(nèi)容，如標(biāo)注修改的日期、數(shù)值范圍以及工作人員。

（三）接地注意事項(xiàng)。繼電保護(hù)工作中的接地問題涉及到很多方面的內(nèi)容，具體而言，可以分為兩個(gè)方面：第一，繼電保護(hù)裝置的外殼必須是接地的，也就是說機(jī)箱、設(shè)備屏柜等必須安裝在銅排上并可靠接地。第二，必須保證繼電保護(hù)的電流和電壓回路對(duì)地絕緣，因?yàn)槎位芈烦霈F(xiàn)接地故障時(shí)容易引起保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)。

三、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨向

在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)的應(yīng)用程度也不斷提高。計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置逐步投入使用，并且借助新的控制原理與方法，研發(fā)出更多新的控制設(shè)備，在繼電保護(hù)工作中取得了不錯(cuò)的效果。在此種形勢(shì)下，微機(jī)繼電保護(hù)裝置引人注目。

（一）計(jì)算機(jī)化。近年來，微機(jī)保護(hù)硬件也在隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展而有所提升。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)裝置的性能要求也在逐步遞增的。它不僅要求微機(jī)保護(hù)具備原來的保護(hù)功能，還需要大量的儲(chǔ)存空間以及數(shù)據(jù)記憶和處理功能，同時(shí)對(duì)通信能力以及數(shù)據(jù)共享能力、裝置控制能力以及語言編程能力的要求也都在提升。

（二）網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及高技術(shù)通信工具，作為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，對(duì)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)裝置聯(lián)接起來，能提高保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的供電安全、可靠性。

（三）智能化 。隨著人工智能技術(shù)在社會(huì)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，繼電保護(hù)裝置的智能化也逐步提上日程。繼電保護(hù)裝置的智能化主要指的是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行映射，當(dāng)然這種映射是非線性的。生活中的許多問題無法用現(xiàn)行思維方法進(jìn)行解決，比如列方程或者算術(shù)求解等，都可以借用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以解決。

（四）保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化 。在推動(dòng)繼電保護(hù)朝著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的過程中，微機(jī)保護(hù)裝置在整個(gè)電力系統(tǒng)中，扮演著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)智能終端的角色。它可以借助互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從網(wǎng)上獲取到與電力系統(tǒng)運(yùn)行、故障相關(guān)的信息以及數(shù)據(jù)，也可以將它被保護(hù)的元件信息以及數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)終端傳輸出去。在電力系統(tǒng)節(jié)約資源提高效率方便管理的發(fā)展方向里，微機(jī)保護(hù)裝置的多功能一體化發(fā)揮著重大作用。

結(jié)語

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)向電網(wǎng)值班人員發(fā)出故障信號(hào)，或者直接切斷其所控制斷路器的電源，防止電力系統(tǒng)故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，起到保護(hù)電力系統(tǒng)提高供電質(zhì)量的作用。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展對(duì)電網(wǎng)以及電力傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃杂兄陵P(guān)重要的地位，繼電保護(hù)技術(shù)必將在計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化的方向上持續(xù)發(fā)展。

[1]陳巖，段俊祥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].硅谷.2010（17）.

[2]張健康.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].裝備制造技術(shù).2011（02）.