淺談電力系統繼電保護

張密芳

國網河南省電力公司三門峽市陜州供電公司

淺談電力系統繼電保護

張密芳

國網河南省電力公司三門峽市陜州供電公司

電力系統的發展對于電力技術各個方面的的要求越來越高。繼電保護系統軟件以及硬件對于繼電保護的發展具有重大的意義。本文將從如何提高繼電保護的可靠性，保證電力系統安全運行的角度出發，對繼電保護系統的現狀進行分析以便于找到更好地繼電保護方式。

電力繼電保護；可靠性；發展現狀

一、繼電保護的基本概念

可靠性是指一個元件﹑設備或系統在預定時間內，在規定的條件下完成規定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效數據的統計和處理，系統可靠性的定量評定，運行維護，可靠性和 經濟 性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置，其可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障時，它不應該拒動作，而在任何其它該保護不應動作的情況下，它不應誤動作。

繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統的結構和負荷性質的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量，輸電線路很多，各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很小；但如果發電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統穩定的破壞，損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍可以動作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。

二、電力繼電保護的故障分析

繼電保護裝置是實現繼電保護的基本條件，要實現繼電保護的作用就必須有具備科學先進性，行之有效的繼電保護裝置，有了設備的支持，才能夠真正具備了維護電力系統的能力。因此，要做好繼電保護的工作就必須要重視保護的設備，而設備的質量問題直接決定了繼電保護的效果。這樣一來，對于電力繼電保護的故障分析是十分必要而且有意義的。當繼電保護技術應用出現故障或者異常時，有可能會產生大面積的停電事故。在應用繼電保護技術時，應當建立電力監控警報預警系統，提醒電力系統維修人員及時解決故障。盡量能夠有效防止電力系統設備的損壞，降低相鄰地區供電受連帶故障的機率。繼電保護裝置屬于可修復元件，其常見狀態有正常運行狀態，檢修狀態以及拒動作狀態。

三、繼電保護發展趨勢

電網的發展給繼電保護形成新的運行環境，繼電保護除了軟件越來越完善﹑制造工藝愈來愈好和使用界面越來越方便之外，它的原理也必將有新的發展。

1.差動保護的原理發展趨勢

短路容量的增大，電流互感器(CT)的磁通飽和現象將越來越嚴重，這增加了差動保護區外故障的誤動可能性。目前的微機差動保護都使用比率制動特性來避免誤動，但這種辦法是有局限性的。為了適應更嚴重的CT飽和，制動系數必須進一步提高，差動保護的靈敏度也就進一步下降。極限的CT飽和幾乎使二次輸不出電流，這就要求制動系數必須接近1才能滿足，但這是差動保護無可接受的。已經有廠家開始利用CT飽和識別原理來閉鎖差動保護，CT飽和識別原理將進一步完善將成為差動保護避免區外故障誤動的發展一個趨勢。然而，使用CT飽和識別原理閉鎖不是問題的最終解決辦法，因為區內故障同樣也會出現CT飽和現象，這時肯定不能閉鎖。不會出現飽和的光電電流變換器(俗稱光電CT)的應用給差動保護提供了解決CT飽和問題的最好辦法，隨著以后光電CT的推廣，差動保護的原理將會變得越來越簡單可靠。

2.線路保護的原理發展趨勢

首先，隨著光纖通道在線路保護推廣，有眾多優點的光纖縱聯差動保護的普及將成為趨勢。但光纖縱聯差動保護的眾多優點是建立在通道正常的情況上，而光纖通道發生故障也時有發生，并且光纖通道很難做成有冗余，這時光纖縱聯差動保護必須退出。因此，后備保護的原理進一步發展也是線路保護發展的趨勢之一。最重要的線路后備保護是距離保護，它的原理將在以下方面應有更好的發展：(1)更好地消除過渡電阻的影響；(2)更好地解決系統振蕩閉鎖和開放等。現在微機距離保護采用四邊形特性，或帶偏移，或增加對過渡電阻有自適應能力的零序電抗繼電器等手段來消除過渡電阻的影響，但線路發生高阻接地時，距離保護經常拒動。線路發生故障時，由于對側電流的助增，對于本側保護采集到的模擬量來說，過渡電阻并不完全呈阻性，而是因對側助增電流的不同而不同，但作為線路后備保護的距離保護又不能依靠通信通道把對側的模擬量取過來參加計算，這就給距離保護消除過渡電阻造成了困難。因此，如何更好地消除過渡電阻的影響，將成為距離保護原理發展的一個趨勢。

3.繼電保護檢測手段的發展趨勢

微機保護比傳統保護的最大成功之一是它對突變量的檢測。就是因為有微機保護對突變量的成功檢測，才發展出新型的突變量保護，如突變量差動﹑突變量距離﹑突變量方向等保護。這些以突變量作為參量的保護，較大地提高了保護的動作速度和靈敏度，目前許多突變量保護的已經作為線路和元件保護的主保護。這些突變量保護的原理進一步成熟，也將是微機保護發展的趨勢之一。

結束語：

繼電保護對我國電力系統的安全運行騎著不可代替的作用，在我國經濟持續發展，對電力要求不斷增大的情況下，要做好繼電保護工作，需要從各方面對繼電保護的基本任務和意義，以及其保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解冰妖及時掌握未來技術發展的方向。隨著科技時代的來臨，特別是電子技術，計算機技術以及通信技術發展，我國繼電保護技術主要是朝著微機積淀保護技術方向發展。繼電保護是電力系統發展的安全保障，是保障電力系統安全運行，穩定運行的有利手段。

[1]楊東山.中國電力繼電保護技術的發展與展望[J].民營科技，2009，08-20.

[2]賀春寧.淺談電力系統繼電保護[M].輕工設計，2011年第5期.