淺析變電運行中的繼電保護問題

張軍

摘要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活進入逐漸完善的新階段，就對電力設施的要求越來越高，使得電力系統(tǒng)的運行負荷也越來越高。為了確保電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，繼電保護就成為了一個被重點關注的問題。文章對變電運行中的繼電保護問題進行了分析，并提出了行之有效的措施，為變電的平穩(wěn)和安全運行提供理論依據(jù)。

關鍵詞：變電運行；繼電保護；電力設施；電力系統(tǒng)；運行負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）11-0274-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.138

在我國的國民經(jīng)濟結構中，電力系統(tǒng)是必不可少的組成部分，其對我國經(jīng)濟的發(fā)展以及國民的日常生產(chǎn)和生活起著不可替代的作用。所以，隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，繼電保護設備也相應有了巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著科技水平的不斷進步，繼電保護設備得以應用和普及，這為電力系統(tǒng)安全和平穩(wěn)的運行提供了有力的保障。我們必須高度重視變電運行中的繼電保護問題，確保電力系統(tǒng)能夠安全和平穩(wěn)地運行，從而提高我國各大電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，并且保障人們正常的生產(chǎn)生活活動。

1 繼電保護

1.1 繼電保護的概念

在繼電保護的發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以才稱其為繼電保護。基本任務是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內，自動將故障設備從系統(tǒng)中切除或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

1.2 繼電保護的基本要求

繼電保護裝置為了完成任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。

1.2.1 選擇性。選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。

1.2.2 速動性。速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。

一般必須快速切除的故障有：（1）使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值（一般為0.7倍額定電壓）；（2）大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內部故障；（3）中、低壓線路導線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障；（4）可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)造成強烈干擾的故障。

故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為0.04～0.08s，最快的可達0.01～0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s。

對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。

1.2.3 靈敏性。靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。

能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規(guī)定的范圍內故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。

1.2.4 可靠性。可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。信賴性：要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。即使對于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，保護不誤動和不拒動對系統(tǒng)的影響也會發(fā)生變化。

2 繼電保護的研究現(xiàn)狀

隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設置系統(tǒng)各元件的繼電保護裝置，遠不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究故障元件被相應繼電保護裝置的動作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復其正常運行等。系統(tǒng)保護的任務就是當大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，負荷停電時間減到最短。因此，系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮機、爐等設備的承變能力，機、爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的實際需要。為了巨型發(fā)電機組的安全，不僅應有完善的繼電保護，還應研究、推廣故障預測技術。

3 繼電保護的措施

3.1 預防方案的制定

預防就是要在源頭上消除事故問題，在繼電保護設備的生產(chǎn)過程中，要收集相關的所有信息數(shù)據(jù)，學習處理數(shù)據(jù)的安全性能。經(jīng)過初始時期的信息整理，對可能發(fā)生的事情進行預測，并且提前擬定解決方法，采用預防的手段來排除故障問題，及時讓工作人員按照預設的方案解決問題。

3.2 運行情況的跟蹤

實時了解繼電保護裝置的運行狀況，及時掌握繼電保護裝置的運行狀態(tài)，根據(jù)設備實際的運行狀況進行正確的判斷，從而修改和制定新的解決方案，進而使我們可以在出現(xiàn)問題的第一時間做出判斷、解決問題，確保繼電保護裝置的安全平穩(wěn)運行。

3.3 智能水平的提高

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，分布式發(fā)電、交互式供電模式對繼電保護提出了更高要求，通信和信息技術的長足發(fā)展，數(shù)字化技術及應用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的保護原理提供了條件，智能電網(wǎng)中可利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行收集、整合，最后對數(shù)據(jù)進行分析。利用這些信息可對運行狀況進行監(jiān)測，實現(xiàn)對保護功能和保護定值的遠程動態(tài)監(jiān)控和修正。另外，對保護裝置而言，保護功能除了需要本保護對象的運行信息外，還需要相關聯(lián)的其他設備的運行信息。一方面保證故障的準確實時識別；另一方面保證在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發(fā)生。

4 結語

變電運行最中心的任務就是電力安全，而確保電力安全平穩(wěn)運行的核心就是繼電保護。而繼電保護以其可靠性、速動性、靈敏性等特點在確保電網(wǎng)平穩(wěn)安全運行中扮演著十分重要的角色。所以，在變電運行中，要重視繼電保護設備的使用，重視繼電保護的相關問題，進而及時分析和研究，深入理解繼電保護的作用，采取繼電保護的相關措施，確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）