關(guān)于輸電線路繼電保護(hù)的幾點(diǎn)思考

張琳琳

摘 要：復(fù)雜的輸電環(huán)境、繁多的電氣設(shè)備和錯(cuò)綜的線路分布等因素共同制約了電力輸送的可靠性和安全性，所以，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都可能造成嚴(yán)重的后果，尤其是繼電保護(hù)系統(tǒng)。因此，為了提高輸電質(zhì)量和水平，結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就輸電線路繼電保護(hù)問題提出了幾點(diǎn)建議，以期為同行日后的工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：輸電線路；繼電保護(hù)；輸電質(zhì)量；保護(hù)方法

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.149

眾所周知，無論是生產(chǎn)、工作還是日常生活，都離不開電力這一能源，但是，在現(xiàn)實(shí)生活中，輸電線路容易受復(fù)雜因素的干擾和破壞，進(jìn)而出現(xiàn)故障，影響供電安全和質(zhì)量，所以，提高繼電保護(hù)水平就變得尤為迫切。因此，我們必須要先了解繼電保護(hù)的工作原理，然后立足實(shí)際，積極尋求科學(xué)、有效的解決措施，以確保輸電線路能夠安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

1 概述

對(duì)于電力系統(tǒng)，繼電保護(hù)是維護(hù)其正常運(yùn)行的重要手段之一，可以說其占有舉足輕重的地位。而這主要是由其工作原理和所執(zhí)行的任務(wù)決定的，即當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)局部異常或故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置就會(huì)根據(jù)變化的電氣量（比如電壓、電流、功率和其他物理量）完成相應(yīng)操作，彰顯其保護(hù)作用。如果某個(gè)元件出現(xiàn)故障，那么，為了縮小故障范圍，減小故障造成的不良影響，繼電保護(hù)往往會(huì)在不影響其他裝置正常運(yùn)行的情況下及時(shí)將故障元件從電力系統(tǒng)中刪除，或者在監(jiān)測(cè)到電器設(shè)備工作異常時(shí)，自動(dòng)直接跳閘或降低運(yùn)行負(fù)荷等，具體動(dòng)作應(yīng)視情況而定。

2 對(duì)輸電線路繼電保護(hù)的幾點(diǎn)思考

需要電能的地方就必要要架設(shè)輸電線路，可是，復(fù)雜多樣的運(yùn)行環(huán)境和干擾因素為輸電線路的正常運(yùn)行埋下了安全隱患，比如雷擊跳閘、風(fēng)偏閃絡(luò)、外力破壞、人為操作不當(dāng)?shù)裙收蠒r(shí)有發(fā)生。所以，為了改善這種情況，必須提高繼電保護(hù)的質(zhì)量和水平。

2.1 輸電線路繼電保護(hù)裝置要求

在選擇輸電線路繼電保護(hù)裝置時(shí)，其必須滿足以下要求：①可靠性。這是其必須具備的最根本、最重要的性能，即不需要保護(hù)時(shí)，要可靠不動(dòng)作，需要保護(hù)時(shí)，就必須可靠動(dòng)作。②靈敏性。要求繼電保護(hù)裝置必須符合最小靈敏系數(shù)規(guī)定，特別是針對(duì)金屬短路的情況。③選擇性。當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，要先由線路或設(shè)備切除自身故障，比如斷路器失靈保護(hù)、線路保護(hù)等。④速動(dòng)性。要求繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作要及時(shí)、迅速。這4點(diǎn)缺一不可。

2.2 常見的輸電線路繼電保護(hù)方法

常見的輸電線路繼電保護(hù)方法主要有2種：①電流保護(hù)。由于每段線路的II段電流保護(hù)都與下段的I段電流保護(hù)呈現(xiàn)相互配合的局面，并且具有大約0.5 s的延時(shí)，所以，當(dāng)電路發(fā)生過負(fù)荷或故障問題時(shí)，繼電保護(hù)便會(huì)根據(jù)信號(hào)變化經(jīng)無時(shí)限和有時(shí)限等動(dòng)作，在極短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)的跳閘任務(wù)。比如，當(dāng)CD段線路異常時(shí)，保護(hù)2首先動(dòng)作，如果斷路器發(fā)生拒動(dòng)或失靈，保護(hù)3則會(huì)在0.5～1 s內(nèi)啟動(dòng)，并且不會(huì)影響保護(hù)2的運(yùn)行，如圖1所示。②差動(dòng)保護(hù)。即基于基爾霍夫電流定理，無論輸電線路發(fā)生區(qū)外故障還是正常工作，由于線路流入電流等于流出電流，所以，差動(dòng)繼電器均不動(dòng)作。但是，如果本級(jí)線路出現(xiàn)內(nèi)部故障，那么，短路電流就會(huì)由兩側(cè)（三側(cè)）流向故障點(diǎn)。因?yàn)槎坞娏髋c故障點(diǎn)電流是正比關(guān)系，所以，差動(dòng)繼電器執(zhí)行動(dòng)作。

圖1 電流保護(hù)基本示意圖

2.3 輸電線路繼電保護(hù)的研究方向

2.3.1 數(shù)字信息化

目前，微機(jī)保護(hù)在輸電線路繼電保護(hù)中占據(jù)核心地位，但是，集成電路使用的常規(guī)芯片不符合線路的實(shí)際工況，所以，需要研究專用芯片，這是完善智能電網(wǎng)的一大基礎(chǔ)。如何結(jié)合輸電線路的特性，優(yōu)化繼電保護(hù)裝置的安全性、實(shí)用性和可靠性，并提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，是需要深入研究的。

2.3.2 系統(tǒng)集成化

如果將日漸成熟的10 M或100 M的雙光纖以太自愈環(huán)網(wǎng)這一集成技術(shù)廣泛應(yīng)用于輸電線路繼電保護(hù)中，一方面，可以實(shí)時(shí)上傳現(xiàn)場(chǎng)單元數(shù)據(jù)至公共測(cè)控保護(hù)單元，然后通過站控層進(jìn)行綜合處理后發(fā)出相應(yīng)的決策和任務(wù)，進(jìn)而提升保護(hù)動(dòng)作的可靠性和實(shí)時(shí)性；另一方面，還節(jié)約了電纜的用量。由此可見，測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)、通信、錄波和保護(hù)的集成一體化具有重要的研究?jī)r(jià)值。

2.3.3 自適應(yīng)保護(hù)技術(shù)

繼電保護(hù)自適應(yīng)技術(shù)也是改善輸電線路運(yùn)行水平的措施之一。它主要是基于科學(xué)的邏輯判斷和合理的保護(hù)決策而存在的，盡量結(jié)合線路瞬時(shí)故障、負(fù)荷波動(dòng)等運(yùn)行工況，對(duì)繼電保護(hù)加以改善，這在一定程度上彰顯了輸電線路繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化、智能化特性。從硬件系統(tǒng)互操作、資源共享等其他視覺角度來看，繼電保護(hù)自適應(yīng)技術(shù)有良好的應(yīng)用前景，但是，它需要相應(yīng)的理論和技術(shù)作支持。

除了上述幾種技術(shù)措施外，還有諸多先進(jìn)技術(shù)值得研究。比如，用光纖傳輸數(shù)據(jù)信息，即在電力系統(tǒng)中，有效串接繼電保護(hù)，形成一個(gè)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和數(shù)字化為一體的保護(hù)系統(tǒng)。另外，可以采用輸電線路安全防護(hù)的最后防線——失步解列技術(shù)，但是，這需要先研制出可整合分散動(dòng)作的裝置，并構(gòu)造科學(xué)、完善的控制系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

總之，隨著輸電線路系統(tǒng)規(guī)模的日漸擴(kuò)大，必須要加快對(duì)繼電保護(hù)的研究，不斷改造和升級(jí)相應(yīng)的裝置，進(jìn)而為輸電線路的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供重要保障，實(shí)現(xiàn)安全用電、放心用電。