高壓電網繼電保護及安全自動裝置的可靠性研究

張波 安志勇 何銀瑞 苑尚文

摘要：如今國家發展迅速，工業水平與人民生活水平得到大幅度的提高，于此并相而來的高壓電力能源的需求量達到前所未有的程度。為此，國家將高壓電網的改進工作提上日程，比如在高壓電網中使用的繼電器，繼電器可以在最短時間做出響應，保護系統自動的將故障設備脫離，減少并降低故障設備在整個電網系統的影響。現在的繼電器保護工作具有很強的技術性，具體體現在可以有效解決故障問題，快速解決電網設備出現的突發問題。本篇文章通過繼電保護定義的闡述，結合高壓電網繼電器保護的影響因素，提出提高電網設備可靠性與實用性的措施，希望能給我國建筑行業一定的啟事，也能對有同行一定的幫助。

關鍵詞：高壓電網;繼電保護;自動裝置;可靠性

引言

安全保護是電網安全中極基礎的一項工作。在高壓電網運行的過程中，一旦安全自動裝置出現事故，就很容易出現電網系統誤動作、運行異常等現象，這些事故很大程度上會對電網設備的工作性能造成損壞。特別是當短時間通過系統的電流過大的時候，繼電器保護正常工作被中斷，嚴重影響工作的正常運行^[1]。所以本文將通過對繼電器保護裝置的研究，深入研究故障的產生原因，并使用恰當的措施提高運行裝置的可靠性。

一、繼電保護可靠性影響因素分析

隨著我國用電需求的顯著提高，電網規模不斷增加，大量的電網建設之下出現設備故障幾率也有所增加。在科技的發展下，安裝電網繼電器保護裝置可以有效減少電網中容易出現的事故。但電網繼電器保護時，依然會出現一些問題，如在互感器的二次電壓回路的過程中，繼電器保護環節較為薄弱，此時若外界環境發生變化，繼電器保護則會失效，電網系統容易發生故障^[2]。當電網系統發生故障又會反過來造成保護裝置保護拒動等問題。

繼電器保護裝置另一部分是電流互感器，這種互感器可以將電網電流以波形表現出來。特別是當高壓電網出現故障，互感器反映電流波形，通過波形的數據與相位，技術人員可以分析出故障情況。

二、提高高壓電網和繼電器保護的可靠性措施

當高壓電網發生故障，工作人員先要在電網中確定故障位置，對故障出進行安全測評，最后使用一些措施修復故障。以下是常用的故障處理手段：

1、直觀法

直觀法是一種不需要借助其他設備與手段的最常用故障處理手段之一。檢修工作人員通過自己的肢體接觸與五官感知，發現故障，再結合自己的專業知識與工作經驗，判斷高壓電網設備運行的情況。

直觀法的優點：直觀法依靠高壓電網的特性，電網發生故障的時候很多元器件、線路都會出現變色，有些還會出現火星子，這種工作人員一目了然發現故障，此外電網故障的時候可能發生電路短路，電阻處積累大量熱量，線路會因為熱量過度而產生燒焦味，工作人員可以根據燒焦味確定故障位置。直觀法可以最短時間的確定故障的范圍，確定故障位置并選取恰當的方法解決故障。

2、短接處理法

繼電保護裝置是高壓電網正常運作的前提。當高壓遇到突發情況，繼電保護可以馬上采取有效的措施保護電網，但如果繼電裝置出現故障，保護作用失效，此時的首要任務就是馬上修復繼電器。短接處理法是指通過短接導線的方式確定故障范圍，再慢慢測試鎖定范圍圈，保護高壓電網的時候同時能修復設備，提高了繼電器的保護裝置的可靠性與可運行性。

3、逐項拆除處理法

逐項拆除處理法是一種分段測試的方法。方法步驟如下：首先在故障處理的時候將二次回路線路進行開脫處理，再依次回放不斷重復上一工作，當線路一直保持正常狀態，則可以證明這個線路是正常的，但一旦發生故障則可以證明這個故障點不在這段路上。這個方法主要針對直接接地、交流電源熔絲等方法^[3]。此方法原理：根據電路的負荷對直流屏進行相應處理，可以在很短的時間內發現并確定故障地點。一般來說切斷時間在三秒左右，如果切斷處理之后的設備依然是正常狀態，那么可以說這段線路是正常的，如果這段線路不正常，我們就可以在這條線路中找到故障大致范圍，再利用拉路法來確定故障的支路位置，分別排出沒有故障的支路，最后找到故障位置。通過這種方法，可以高效的找到故障位置，進而提高自動裝置的可靠性。

4、替換法

用可以正常工作的原件去代替故障原件，如果設備重新“活”起來，則可以確定這個被替換的原件是故障原因，如果設備依然無法工作，則可以說明還未找到故障點。微機保護故障時，工作人員使用備用的插件去代替一些容易壞的零件，看故障情況是否消失，消失則將換下來的元件進行替換，若故障沒有改變，那就繼續替換其他原件，直到成功找到所需的原件位置。這種替換方法有個弊端，由于是一個一個原件的替換，就會存在運氣成分，如果運氣好，可以短時間發現故障位置，但運氣不好，所消耗的時間就長。工作人員尋找故障點不應該依靠運氣，而應該依靠自己的工作經驗，可以按照理論分析，先從容易發生故障的地方進行替換，降低失誤率，提高繼電保護裝置的可靠性。

5、加強智能化建設

智能化技術是現代人生活必不可少的一部分，其也加快了人類文明的發展與進步。研究者將智能化技術引入繼電系統之中，提高高壓電網工作效率的同時也顯著的提高了自動保護的可靠性。智能化技術中的人工智能不僅具有強大的邏輯思維能力，還具有穩定的工作性能，經過測試發現人工智能很少會出現問題，或者出現問題也能快速解決。這不僅減少了時間成本，也減少了人力成本和物力成本，同時還能對繼電系統提供專業的技術支持，給繼電系統的發展提供一個新的發展方向^[4]。最后智能化技術將各個領域整合統一控制，整理了信息、網絡等技術問題，實現了對高壓電網的統一操控。

三、總結

隨著時代的進步，我國人口基數快速增長，再加上電器使用的增多，電網壓力顯著提高。為此我國在各個省份建立新的供電站，高壓電網為社會發展、經濟發展提供了極大的支持，但隨著高壓電網的大規模使用，也出現了不少安全問題，若這些安全問題不能得到妥善解決將會嚴重影響國家發展，為此人們對高壓電網的發展、運行安全、可靠性、可運行性提出了更高的要求。繼電保護及自動裝置作為高壓電網的保護基礎，能很大程度上保證高壓電網工作的時候一直保持穩定的狀態，但是當繼電保護受到外界的破壞和內部損壞之時，高壓電網就失去了保護，所以要想保護高壓電網就也要對繼電保護裝置負責，定期檢查設備運行情況，派專業人士定時更換老舊的零部件，若是繼電保護裝置發生故障也不必心急，通過直觀法、短接處理法、逐項拆除處理法、替換法和加強智能化建設法都可以發現故障點并解決故障問題。最后，我們每一個人都應該做好繼電保護工作，做好高壓電網工作，為國家發展做出貢獻。

參考文獻

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[3]席原. 分布式電源并網的繼電保護及安全自動裝置配置探討[J]. 中國設備工程，2017（11）：148-149.

[4]張學輝. 電力系統超高壓電網提高繼電保護安全運行措施探討[J]. 中小企業管理與科技（上旬刊），2016（10）：132-133.

作者簡介：張波，男，漢族，籍貫：山東濟南，單位：山東鋼鐵集團日照有限公司能源環保中心。

（作者單位：山東鋼鐵集團日照有限公司能源環保中心）