關于電力系統與繼電保護的探討

王玉香

摘要：當今社會電力起著很重要的作用，繼電保護及自動裝置是電力系統的重要組成部分，對保證電力系統的安全極其重要。怎樣確保繼電保護設施和技術的可靠性和有效性，是電力系統最關注的問題，也是人們所關注的問題。本文對電力系統繼電保護中常遇到的問題進行分析，同時提出了電力系統的繼電保護安全運行的對策及有效措施，以確保電力系統安全發展。

關鍵詞：繼電保護;問題;措施;安全發展

電力作為當今社會的重要能源，對國民經濟和人民生活水平起著重要作用。目前電子技術及計算機通信技術的快速發展為繼電保護技術注入了新的活力。如何正確提高電力系統的運行效率及運行質量是當前社會各界著重考慮的問題。繼電保護對電力系統的安全發展起著重要的作用，這要求我們進一步研究相應的系統控制策略，開發新的繼電保護與控制裝置，從而改善系統運行特性，避免電力系統事故的發生。

一、繼電保護的基本概念

可靠性是指一個元件、設備或系統在一定的時間內，在限定條件下完成相應規定功能的能力。可靠性工程涉及元件失控數據的處理和統計，系統可靠性的定量評定，運行維護，經濟性和可靠性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置，它的可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了故障，它不應該拒絕動作，而在任何其他該保護不應動作的情況下，它不應該錯誤動作。繼電保護裝置的拒絕動作和誤誤動作都會給電力系統造成嚴重的危害。但是提高兩者的可靠性措施往往是彼此矛盾的。提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更加重要。例如當系統中有充足的旋轉備用量時，輸電線路有很多，電源和各系統之間與負荷之間的聯系很緊密的時侯，由于繼電保護裝置的誤動作。使得發電機的變壓器或輸電線路切除給電力系統造成的影響將可能很小：但如果發電機的變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將造成設備或者系統穩定的破壞，損失是相當巨大的。在這種情況下但是在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的時候，繼電保護裝置的誤動作拾發電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷，更甚造成系統穩定的破壞，所造成的損失也是相當巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍是可以動作而切除故障的，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。

二、繼電保護的構成與分類

1、繼電保護裝置可視為由測量部分、邏輯部分和執行部分等部分組成，各部分功能如下：

1）測量部分測量部分是測量從被保護對象輸入的有關電氣量，并與已給整定值進行比較，根據比較的結果，判斷保護是否應該啟動的部件。

2）邏輯部分

邏輯部分是根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀現態、出的順它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯關系工作，最后確定應該使斷路器跳閘或發出信號，并將有關命令傳給執行部分的部件。

3）執行部分

執行部分是根據邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作任務的部件。如檢測到故障時，發出動作信號驅動斷路器跳閘;在不正常運行出告警信號;在正常運行時，不產生動作信號。

2、繼電保護的分類

常用繼電保護的分類方法有以下幾種：

1）按被保護對象的類別，繼電保護分為線路保護和設備保護等倆種。

2）按保護原理可，繼電保護可以分為電流保護，電壓保護，距離保護（基于線路阻抗），差動保護，縱聯保護，方向保護及負（零）序保護。

3）按故障或不正常運行的類型，繼電保護可以分為相間短路保護接地故障保護，匝間短路保護，斷線保護，失步保護，失磁保護及過勵磁保護等。

三、繼電保護系統的故障分析

繼電系統中常見的故障

（1）開關保護設備的選擇出現的問題。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作，現在的多數配電都在高負荷密集的地區建立起開關 站，也就是采用變電所開關站配電變壓器的供電輸電的模式。在未實 ?現繼電保護自動化的開關站內，我們應當更多地采用負荷開關或與 其組合的繼電器設備系統作為開關保護的設備。

（2）電流互感飽和故障電流互感器的飽和對電力系統繼電保護的 ?影響是非常之大。隨著配電系統設備終端負荷的不斷增加，如果發生短路，則短路電流會很大。如果是系統在靠近終端設備區的位置發生短路時，電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態短路情況下，越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數增大而增大，當電流速斷電保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。

四、繼電系統常見故障的解決方法

（1）比較法：把穩定的設備與出現問題的設備的各種參數進行詳細的比較，發現問題的關節所在，這個辦法的實用性在接線發生失誤、定值校驗過程中測試值與預想值有比較大差異的故障。如果進行了 ?修理和換新之后，二次接線不可正常使用，要根據相似裝置的接線來 ?嘗試，繼電器開展定值檢查的時候，若出現某一繼電裝置的測試數 字有疑問，這個時候不能斷然做出判斷，例如性能是否較差，建議更換繼電器上方的刻度，也可以用同樣一個表去和另外的回路相同的繼 ?電器對比來看。

（2）替換法：替換法簡單的來講就是用完好的元件代替被認定有故 ?障的元件，來判斷它的好與壞，可以快速縮小故障的查找范圍，這是 ?一種最常見而且也很有效的一種方法。

（3）短線連接法：將回路某一段或一部分用短接線短接，來進行判斷故障是否存在短接線范圍內或者其他地方，這樣來確定故障范 ?圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否完好。

五、電力系統繼電保護發展趨勢

電力系統對微機保護的要求隨著計算機硬件的發展也在相對的提高，、目前國內的電力系統絕大部分是交流電力。其主要特點是投資低、技術要求相對較低，變壓后即可接入負荷。國內目前已經研制出遠距離超高壓宜流輸電系統，直流電力系統主要的特點是線路損耗小，特別適合于遠距離輸送電。但其投資成本大，設備中多加了整流、逆變的環節。交流電力系統的局限主要就是遠距離輸送電的時候線路損耗很大，壓降也大，經濟性相對變差。二次回路保護是弱電，但要懂一定的電氣（強電）知識，因為它是控制強電的。微機控制它中單片機知識有用，且要求很高，要學高性能的（32位）單片機或DSP技術，因為電網要求控制反應快、信號的傅立葉分析、局域網通信等，因此用到的微處理器知識也是較深的。但單片機控制只是繼電保護的一部分，繼電保護是包括電氣等方面的電力工業作為我國最重要的能源工業，一直處于優先發展。為了達到保護、測量和的控制需要，室外變電站的所有設備，隨著我國社會、經濟的快速發展和全國聯網戰略實施，它的發展戰略體得到一個新的高度，以確認電力系統的安全、穩定運行和國民經濟的長期、快速、穩步增長。

六、結束語

在電力系統中，應采取各種積極措施消除或減少發生故障，故障一旦發生，必須迅速而有選擇地切除故障設備，以確保電力系統非故障部分繼續安全運行，電力系統繼電保護裝置扮演著重要角色，是電力系統安全可靠運行不可或缺的技術措施。

參考文獻

[1]白春潔. 對電力系統繼電保護的探討[J].電力系統研究，2010（10）

[2]曾挺.論電力系統與機電保護[J].電力技術研究，2000（9）