電力系統繼電保護和自動化裝置探討

次珍

摘 要 伴隨我國經濟建設發展的高速高位運行，行業和生活用電量也在不斷創新高。電力系統的新建能源機組的增多和規模的不斷增大，這在客觀上要求增強對電力系統運行可靠性和穩定性的技術保障，把可能出現的危害和威脅降到最低。作為電力系統中重要組成部分的繼電保護和自動化裝置，是電力系統的主流應用技術，是電力企業對突發性故障設置的專門性自動化裝置。當電力系統在運行過程中出現一些非正常狀態，則會發出信號；而針對于運行中的故障問題，則會跳閘。這些都更好地確保了供電和電力運行的穩定、安全，增加電力運營的效益。本文就針對繼電保護和自動化裝置相關問題進行課題探討。

關鍵詞 自動化裝置；電力系統；繼電保護

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0035-02

經濟的發展客觀上要求和推動了電力系統的不斷擴大，其保護和控制系統成為電力部門研究的重點。在電力系統運行中出現諸如短路、接地、斷線等故障，繼電保護裝置即電力系統中的自動化系統，就可以發揮其作用，對故障線路在最短時間內實現切除或報警，方便工作人員對故障的及時準確排除和維修，從而最大程度上達到對電力系統安全、穩定運行的保護與保障。對于繼電保護，從保護對象上來劃分，可以分為輸電線路、發電機、變壓器等；對電流、電話、零序、距離等4項的保護則是依從原理來分類；而根據保護所起的作用可以劃分為輔助保護、近后備保護、遠后備保護等。

1 電力系統繼電保護與自動化裝置運行特點以及基本要求

1.1 運行特點

實際的電力系統運行，故障的發生概率并不大，繼電保護及其自動化裝置的動作頻率也就并不大。但如果出現負荷過大、電路斷電等電力故障時，繼電保護裝置就能迅速發揮識別并對故障問題進行根除；而對于沒故障的線路和設備則能最快時間恢復正常運行，這些防止了電力故障的進一步波及和范圍擴大，降低在經濟上不必要損失的同時，也使得電網的運行更加有安全保障。繼電保護裝置作為電力系統的構成部分，它在安全可靠的運行中與其他電力系統設備共同作用，即使電力系統的運行狀態過載，發生短路等線路問題，也可以做到對重要信息進行傳輸和對電力及時迅速對故障點的切除，從而阻止故障的進一步蔓延。誤動故障和拒動故障是繼電裝置兩種主要的故障形式。對于拒動故障而言，主要特點是電力系統在發生故障后，電力系統仍舊處于運行狀態，繼電保護裝置又不能及時動作，對數據信號無法及時準確發出，則會導致故障的繼續存在，無法繼續排除，例如三相電短路的問題故障，因這一故障很有可能導致整個電力系統的癱瘓；而另一種形式的誤動故障，相對于拒動故障帶來的影響和危害是小的。誤動故障的出現主要是繼電保護裝置自身性能較差所致，再加之主客觀因素的作用，就會對仍處于正常運行的電力系統發生誤動作，出現切除操作，從而不僅給用電單位造成可能的經濟損失，也給電力系統造成運行成本的增加。專門應用于電力系統的自動化保護裝置，其作用就是為實現對電力系統的有效控制以及動態實時的檢測系統的各項運行參數。也因此，一旦自動化系統自身出現故障，勢必會在電力系統的調節、測量、控制等方面參數的準確性上造成嚴重障礙甚至后果。

1.2 基本要求

繼電保護對電力系統所發揮的作用是舉足輕重的，因此，繼電保護自動化裝置應在技術方面具備選擇性、靈敏性、速動性和可靠性4個要求，在對繼電跳閘保護上，這4個基本要求都應滿足；而如果只為對電力系統中的信號以及運行狀況進行反映時，這4個基本要求中有些要求可以降低。

1）選擇性，則是指電力系統中出現故障時，對故障點進行準確識別，并首先由故障設備或線路本身的保護切除故障；當前者中的保護或斷路器拒動時，相近的設備保護、線路保護或斷路器失靈保護才會被選擇，進行故障的切除，而電力系統其它非故障部分仍能正常運行，不會被影響。

2）靈敏性，則是繼電保護裝置在規定的保護范圍內，電力系統發生故障時，做出的可靠反應動作，即應有的靈敏系數。需要指出的是，從電流和電壓的保護動作原理的不同，兩者之間的靈敏定義公式也是不同的。

3）速動性，繼電保護的關鍵就在于出現電力故障時可以做到快速的切斷處理，將用戶在低電壓、高電流使用電力設備的時間降到最短，設備的損壞成都以及故障波及范圍降到最低，同時加快電力系統電壓或電流正常運行的恢復速度，達到對電力系統并列運行穩定性的改善。

4）可靠性，它要求繼電保護在不需要動作時，不會誤動；在繼電保護規定的保護范圍內又可以可靠的對發生的故障進行動作，不會拒動。安裝繼電保護裝置是所有電力設備的必須和運行的前提。

這4個基本的要求共同作用，為繼電保護裝置在設計、配置以及維護上提供了依據，又為對繼電保護裝置的分析評價提供客觀基本信息依據。由此可看出，這4個基本要素間是相互矛盾又統一的整體，也因此，在實際使用中要從電網結構和用戶性質兩個方面，辯證的加以統一。

2 對提升電力系統繼電保護運行可靠性的舉措

2.1 對冗余進行的設計及優化

一般來講，首先要對繼電保護自動化裝置的初始化狀態和設定情況做好必要的全面掌握要實現對原始信息數據信息準確率提高，就離不來科學的檢測系統設備，通過對其運行規律等的分析，可以更好地對安全系數加以強化。容錯技術，可以通過對硬件冗余的優化利用來實現。繼電保護裝置的設計，離不開容錯技術，以更好地保障電力系統的繼電保護裝置中即使有某一個或幾個裝置發生故障時，不會引起粘連效應，整個電力系統仍可以正常穩定運行。對硬件冗余利用時，應從主客觀兩方面的影響因素進行綜合分析，采用備用切換、多數表計等多種方法，全面而客觀地顯示對應的惡化誤動率，提高可用度、拒動率等指標。以實際的設備系統運行情況作為參考依據，在冗余技術上就可以選用最恰當的方式，制定出具有可行性的優化設計方案，從而達到在數量上減少繼電保護裝置，以及相應投資運行成本的降低。特別關注的是：可靠性指標必須滿足對應的客觀要求。endprint

2.2 對繼電保護裝置可靠性的加強

當電力系統處于正常運行狀態，如果繼電保護裝置在規定的范圍中出現故障問題，該裝置通常不應有拒動故障；而如果其他保護裝置對拒動進行保護，繼電保護裝置也不會有誤動作的出現，即繼電保護能力一定程度上更加可靠。為此，需要加強對繼電保護裝置可靠性指標的準確科學計算，并準確排除不正確的動作，確保計算的準確。如果要運用繼電保護輔助配套裝置，需要發揮自動控制回路、二次繼電保護的作用。

2.3 做好繼電保護裝置維護工作

良好科學的維護是確保繼電保護裝置安全穩定運行，使其自身多樣化更好發揮作用的必需和基礎。為此，電力系統需要首先做好對機電保護裝置的定期檢修和查評工作，對二次設備元件的名稱、標志等的齊全與否，按鈕、轉換開關等是否可以正常使用等，都要進行仔細檢查，以防止和排除裝置可能的隱患，對其出現接點接觸壓力不足的現象加以排除的同時，還應檢查線路有無燒傷。其次，對繼電保護裝置的報警指示燈、配線、卡子是否有脫落等進行仔細檢查，檢查斷路器操作機構是否出現異常情況。檢查完成后，還應對繼電保護裝置做好分類，以便對其運行現狀做出準確判斷，在繼電保護裝置發生異常時，可以做出客觀的分析和判斷，以更好地進行可行性技術處理，及時高效地對質量隱患進行排除，始終保障電力系統的平穩安全運行。

2.4 對自動化保護裝置可靠性強化的措施

自動化保護裝置應用于繼電保護裝置，在實踐中是一種極為重要的技術手段。由于自動化裝置的結構繁瑣，現實中主客觀的多種因素又極易對其產生影響，因此，要求操作自動化裝置的技術人員在技能上的專業性、操作的熟練性、必備的相關技術知識和專業素養。堅持每隔一段時間對自動化裝置的信息數據進行一次全面認真校對，保障其運行更加穩定、安全和可靠。

對于自動化裝置在使用中可能的各種質量問題，要做好對其日常運行規律的記錄，并對相關數據做到分析和處理做到客觀，以備今后在開展工作時，有相關可靠理論依據。對裝置實施定期和不定期的雙向檢查、維護，并對不再適用的裝置及時進行更換。同時，還應不斷與時俱進的對裝置進行技術的升級、改造、更新。對于自動化裝置的選用，應從電力系統的特點出發，選用裝置綜合性價比上與線路、母線情況相匹配，將裝置故障的發生頻率降到最低。做好數據信息的采樣、控制、存儲工作，優化利用全數字化保護系統、非常規互感器數字信號。同時，通過裝置檢測器的合理科學利用，對自動化裝置可以實現日常的全面、動態監測以及維護工作；借助變壓器繞組對自動化裝置進行必要的變形測試，也可以利用紅外熱成像等先進技術準確檢測，做到對運行中的自動化裝置可能發生的質量問題實現快速、有效的處理，確保其運行始終保持安全、穩定。

3 結論

總之，作為與人類生產生活密不可分的清潔能源的電力，不僅給電力企業帶來了極好的經濟效益，也推動社會經濟建設的發展進步和人們生活質量的提高。繼電保護裝置對于電力系統保障電力的安全穩定運行起著關鍵性的作用，因此，加強對繼電保護裝置及自動化裝置可靠性的研究對于整個電力系統可靠性運行的提升和服務質量都有著現實的作用和深遠的意義，為社會的經濟的可持續發展起到了“動力”支持。

參考文獻

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[2]王棟.淺析電力系統繼電保護及自動化裝置[J].科技創新與應用，2014（13）.endprint