淺析電力工程系統的繼電保護技術

謝丹+柳曉+閆建朋

摘 要 近年來，我國電力事業發展迅速，對我國經濟的發展和人民生活水平的提高，發揮著十分重要的作用。電力系統是一個規模龐大的動態系統，電力系統的安全運行對國民經濟的發展有著重要的影響。特別是超高壓電網和大容量機組的出現，對繼電保護和自動裝置提出了更高的要求，電子技術及計算機通信技術的飛速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力。

關鍵詞 繼電保護 基本要求 現狀

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

1繼電保護發展的現狀

繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的，熔斷器作為最早、最簡單的保護裝置已經開始使用。但隨著電力系統的發展，電網結構日趨復雜，熔斷器早已不能滿足選擇性和快速性的要求；建國后，我國斷電保護學科和繼電保護技術隊伍從無到有，20世紀80年代中期是晶體管繼電保護蓬勃發展和應用的時代。1984年，原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，因此，自進入90年代以來，不同原理、不同種類的繼電保護裝置相繼出現，經過多年研究，微機保護的性能比較完善，成為電力系統保護、監控、通信、調度自動化系統的重要組成部分。

2電力系統中繼電保護的配置與應用

2.1繼電保護裝置的作用和任務

在供電系統發生故障時，必須有相應的保護裝置盡快地將故障切除，以防故障擴大，當發生對用電設備有危害性的不正常工作狀態時，應及時發出信號告知值人員，消除不正常的工作狀態，以保證電氣設備正常、可靠地運行。繼電保護裝置就是指反映供電系統中電氣設備或元件發生故障或不正常運行狀態后，不同電氣參數的變化情況，并動作于跳閘或發出信號的一種自動裝置。基本任務如下：當發生故障時能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統中切除，使故障元件免遭破壞，保證其他無故障部分能繼續正常運行；當出現不正常工作狀態時，繼電保護裝置動作發出信號，以便告知運行人員及時處理，保證安全供電；繼電保護裝置還可以和供電系統的自動裝置，如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等配合，大大縮短停電時間，從而提高供電系統運行的可靠性。

2.2繼電保護裝置的基本原理和基本要求

供電系統發生短路故障之后，總是伴隨有電流的驟增、電壓的迅速降低、線路測量阻抗減小以及電流、電壓之間相位角的變化等。因此，利用這些基本參數的變化，可以構成不同原理的繼電保護，如反映于電流增大而動作的電流速斷、過電流保護，反應電壓降低而動作的低電壓保護等。

為了使繼電保護裝置能及時、正確地完成它所擔負的任務，對反應短路故障的保護裝置有以下四個基本要求：選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。第一，選擇性。當供電系統中的被保護元件發生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，使故障影響限制在最小范圍內。第二，快速性。指的是可以減小故障元件的損壞程度，加快非故障部分電壓的恢復，更重要的是可以提高發電機并列運行的穩定性。第三，靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。靈敏系數應根據對保護裝置動作最不利的條件進行計算。第四，可靠性。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路性質如何，保護裝置均不應產生拒絕動作；在保護區外發生故障時，又不應產生錯誤動作。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。

2.3繼電保護裝置故障與維護

造成微機保護裝置故障一般有以下原因：電源問題，比如電源輸出功率的不足造成輸出電壓下降，若電壓下降過大，會導致比較電路基準值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機保護的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。如果微機保護出現無法給出后臺信號或是重合閘無法實現等現象，應考慮電源的輸出功率是否元件老化而下降。微機保護裝置的集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，可使兩焊點之間形成導電通道，從而引起繼電保護故障的發生。

針對以上事故，繼電保護工作人員應該加強對繼電保護運行的維護工作，可以從以下幾個方面著手：第一，值班人員做好各儀表的運行記錄，定時對繼電保護裝置巡視和檢查；當繼電保護動作開關跳閘后，檢查保護動作情況并查明事故原因，同時記入值班記錄及繼電保護動作記錄中。第二，建立崗位責任制，做到人人有崗，一般允許接通或斷開壓板，嚴格遵守電業安全工作規定，在清掃工作時，注意與帶電設備保護安全距離。第三，定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全，各類繼電器外殼是否破損，感應型繼電器的圓盤轉動是否正常，各類信號指示是否正常。各種按鈕、動作是否靈活無卡涉；接點接觸有無足夠壓力和燒傷；斷路器的操作機構是否正常，有無異常聲響、發熱冒煙或燒焦等異常氣味。

3電力系統繼電保護發展趨勢

3.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有一臺PC機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

3.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。 因為繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。

3.3智能化

隨著通信和信息技術的快速發展，數字化技術及應用在各行各業的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件，智能電網中可利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。

4保證繼電保護安全運行的措施

4.1做好常規巡視檢查

不論何種保護，常規巡視檢查都是非常重要的，清點連接件是否緊固焊接點是否虛焊機械特性等，將裝置所有的插件拔下來檢查一遍，將所有的芯片按緊，螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中，還必須將各元件保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。

4.2做好繼電保護裝置檢驗

認真完成各類檢驗項目，在完成整組試驗和電流回路升流試驗，嚴禁再拔插件.改定值、改定值區、改變回路接線等工作。

4.3接地問題

繼電保護工作中接地問題是非常突出的，保護屏的各裝置機箱屏障等的接地問題，必須接在屏內的銅排上，保護屏內的銅排是否能可靠地接入地網，應該用較大截面的銅辮或導線可靠緊固在接地網上，并且用絕緣表測電阻是否符合規程要求。

5結語

綜上所述，隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和智能化，只有了解和掌握繼電保護技術，才能更好地處理遇到的問題，保證電力系統安全運行。