淺談電廠繼電保護技術的基本原理及其應用分析

劉濤

摘 要：電力系統的繼電保護是確保電網正常運行的一個重要保證。近年來隨著我國經濟水平的不斷增加，人們對于電力的運行安全性與穩定性也提出了更高的要求，這也就需要對現有的電廠繼電保護技術進行進一步的完善與優化，只有這樣才能夠取得一個良好的繼電保護效果，并為我國電網系統的穩定運行提供一個良好的基礎。該文就電廠繼電保護技術及其基本原理以及具體應用進行了分析研究。

關鍵詞：電廠 繼電保護 基本原理

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（a）-0059-02

1 進行繼電保護的意義分析

1.1 確保電廠得以正常運行

當電廠中的一些電力系統元件出現故障時，其繼電保護裝置就能夠及時準確地對距離最近的斷路器發出指令，并使得跳閘，這樣就能夠使得故障元件能夠及時地從電力系統中斷開，并使得其對于整個電網系統的影響盡可能的降低，這樣也能夠確保該電廠得以正常運行。

1.2 對電力系統的運行狀況進行監控

繼電保護裝置不僅可以進行故障反應以及故障處理，還能夠對電廠中各個設備的具體運行狀況進行有效監控。在電廠的具體生產過程中，一旦某一電力設備沒能夠正常運行，該繼電保護裝置就會直接發出信號，這樣相應的維護工作人員就能夠及時接收到故障信息并對此進行相應的處理。此外，通過繼電保護技術的合理應用，也能夠在故障發生的第一時間內及時將可能引起事故的電氣設備進行關閉，并借此達到消除安全隱患以及降低經濟損失的效果。

2 繼電保護裝置的原理與工作任務

2.1 工作原理

繼電保護裝置的基本原理是利用系統中故障或者是異常情況發生時，電流、電壓，或者功率、頻率的變化，構成繼電動作保護原理。除上述情況外，也可以是其他物理量。比如變壓器油箱故障時，由于大量的瓦斯產生，油的流速會增大，油壓的強度會增高。繼電裝置包括了測量部分、邏輯部分、執行部分等。

2.2 工作任務

當供電系統處于正常狀態時，繼電裝置能夠對系統及設備的運行狀態進行監控，并為值班工作人員提供一定的工作依據。當系統發生故障時，保護裝置能夠自動、及時并且有選擇性的切除故障部分，確保非故障部分能夠正常運行，從而將故障造成的影響控制在最小范圍內。當系統運行出現異常情況時，能夠及時準確地發出警報，提醒工作人員及時處理問題。

2.3 繼電保護裝置的基本要求

首先是選擇性。當供電系統出現故障時，保護裝置能夠選擇性地切除故障部分。具體的操作是將離故障位置最近的斷路器斷開，以此來保障系統其他部分能夠正常運行。將故障帶來的影響控制在一定的范圍內。

其次是靈敏性。靈敏性體現了保護裝置對異常工作情況與故障的反映能力。具體的要求是，無論故障點在保護裝置范圍內的位置如何，或者故障的性質如何，保護裝置在故障存在的情況下能夠正常發生動作。當故障處于保護區外時，不會發生錯誤的動作。對保護裝置靈敏性衡量通常是靈敏系數。

再次是速動性。保護裝置能夠在最短的時間內消除故障，故障消除的時間越短，電流對設備造成的損壞就會越輕。加快電壓恢復，為設備啟動創造有利條件。

最后是可靠性。保護裝置要能夠正常發生動作并且隨時都處在準備工作狀態。如果裝置的可靠性不能夠滿足要求，保護裝置就可能會起到相反的作用。為確保裝置的可靠性，要求保護裝置在安裝調試、整定計算工作方面不存在問題。而組成保護裝置的元器件也要質量有保證，系統盡可能簡化，以提升保護裝置的可靠性。

3 繼電保護技術在電廠中的具體應用分析

3.1 進行電網的距離保護

距離保護通常指的是反映保護安裝處到故障點之間的距離，并在距離實際遠近基礎上來確定動作時限的一種保護裝置。借助于對保護安裝處以及故障點兩點距離的有效測量，則能夠對兩點之間的阻抗大小進行合理的測量，因此電網的距離保護也被稱為了阻抗保護。在電網正常運行的過程中，其保護安裝處所測量到的電路阻抗一般為負荷阻抗，但是在出現了線路故障的情況下，因為其測量電壓以及測量電流的變化，也會導致該短路阻抗出現一定程度的降低，而在電力系統出現了短路的情況下，其電路阻抗的測量值也會直接出現一定程度的轉變，并使得原本的負荷阻抗開始轉變為短路阻抗。而該測量阻抗值超出了系統預定的范圍之后，該繼電保護裝置就會產生作用，并會關閉出現故障的電氣元件。

3.2 進行電廠變壓器的保護

變壓器一旦處于不正常的工作狀態下，其就會產生過負荷、外部短路引起的過電流、因為冷卻系統的故障而導致溫度升高等諸多情況，并會對整個電力系統的正常運行造成嚴重的威脅。此外，現階段我國電力系統多運用的是大容量的變壓器，這種變壓器其額定工作的磁通密度相對較大，在具體工作的過程中其工作磁密與電壓頻率也呈現為正比例。而在電壓低頻率的運行狀態下，就可能導致該變壓器出現了過勵磁故障等。而變壓器上的繼電保護便能夠在出現了上述故障以及異常狀態的情況下，在第一時間借助于斷路器進行故障變壓器的有效切除，并及時對相應的維護工作人員發出信號。這樣維護人員就可以在此基礎上對該變壓器所存在的各種故障進行及時消除。現階段電壓變壓器繼電保護的主要方式存在縱差動保護、相互短路的后備保護以及瓦斯保護等多種形式。

3.3 進行輸電線路的保護工作

（1）輸電線路的縱聯差動保護：該保護方式的工作原理在于對保護線路兩端的電流大小以及相位原理進行測量。而當輸電線路在運行過程中出現了故障的情況下，其流入到繼電線圈中的電流也就會發生一定程度的改變，通過對該電流量進行實時的監控，就能夠在出現故障的第一時間內進行有效處理。（2）光纖縱聯差動保護：該保護模式借助于光纖通道來將測量的信號進行有效傳遞，其工作原理在于先將電信號轉變為光信號，然后再將該信號進行傳輸，當一端接收到該光信號之后，立即將其轉變為電信號，并對其進行相位以及方向的比較，在此基礎上來確保保護是否動作。（3）高頻保護：對于一些具有高電壓以及遠距離的輸送電路，還需要進行全線速動保護的配置，并將其作為繼電保護技術的主保護形式。借助于該繼電保護技術能夠對輸電線路兩側的電氣量進行即時反應，這也就需要擁有能夠對兩端電氣量進行及時反應以及傳輸的通道。現階段在220 kV以及以上的電網系統中，就多運用高頻保護技術來作為輸電線路的主保護技術。而高頻保護的原理在于合理運用載波技術，并將輸電線路作為一個重要的傳輸渠道，來將線路兩側的工頻電力量調制在40 V～500 kHz的高頻電波上，并沿著輸電線路這一通道進行相互傳送。兩側保護在受到該高頻信號之后，再將其進行還原，并在此基礎上來進行判斷該區域存在的是區內故障還是區外故障。就工作原理進行分析，高頻保護對于保護線之外的故障是不會發生反應的。

4 結語

隨著我國經濟的不斷發展以及科技水平的進一步提升，使得人們對于電網運行的穩定性要求也就變得越來越高。而為了達到這一效果，也就需要在電網運行的過程中對繼電保護技術的應用進行有效加強，這樣才能夠確保我國的電力系統得以順利進行，并使得該電廠的生產效率以及生產力得到有效的提升。因此說繼電保護技術的進一步應用是我國電網系統的一個必然發展趨勢，并能夠促進我國的經濟水平得到進一步發展。

參考文獻

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