高電壓電網繼電保護可靠性研究

武改萍

【摘 要】高壓電網繼電保護是電力行業發展過程中的一個重要內容，隨著我國電力行業的不斷發展，我國對高壓電網的繼電保護技術的研究越來越深入，這對于高壓電網的穩定運行有很大的幫助。我國高壓電網繼電保護技術經過研究和發展，當前在電力系統中的應用變得越來越廣泛，有助于提高電力系統的運行管理水平，尤其是在現代電力技術的發展過程中，還加強了很多其他新技術的研究，比如在高壓電網繼電保護中大量應用了神經網絡和全球衛星定位系統，效果顯著，使得高壓電網的繼電保護研究朝著信息化、網絡化、智能化的方向發展。

【關鍵詞】高電壓電網;繼電保護;可靠性研究

1繼電保護系統可靠性分析

1.1電網結構的影響

電網系統是由繼電保護裝置、二次回路、線路、信息通信等一些主要元件構成的，這些原件的穩定性直接影響著電力運營的穩定性，還直接關系著電力系統線路的可靠性，所以一旦發生問題，將會對整個系統造成嚴重損失。電網結構影響主要有：

1.1.1繼電器中觸點的松動

觸點對繼電器切換負荷工作有著重要的作用，許多出現故障的繼電器都是由于觸點松動或是開裂造成的，也有的是因為觸點尺寸不合理形成誤差而造成的，這些都會降低電網運行的可靠性。其中觸點松動主要是因為接觸點和簧片沒有進行合理的配合造成的，而觸點開裂則是由于材料問題，例如材料硬度過高或者壓力太大等，上述中任一弊病，都會對電力系統安全性造成影響。

1.1.2電流互感器的飽和

近幾年來，人們用電量不斷增加，使得電力系統的規模不斷擴大，低壓配電系統中的短路電流也隨著變大，若變電所與配電所中的出口發生短路現象，就會導致電流互感器的飽和，從而增加了電流互感器中的變感誤差，在這種環境下，靈敏度不高的繼電保護裝置就很有可能發生拒動行為。所謂繼電保護裝置的可靠性主要是指一旦在電力系統中出現故障時，繼電保護裝置能夠及時、準確的介入;而當電力系統運行一切運行正常的時候，繼電保護裝置又處于拒動的狀態之下。而可靠性指標的實現則是通過一種數值的大小來判斷和衡量的。一般而言，這種評價指標既可以從正確的角度出發，又可以從錯誤的角度來思考。而指標方式的選擇則主要包括：可靠度、故障率、可用度、計劃檢修率、修復率、切換時問、平均無故障工作時間和平均修復時問。

1.2提高繼電保護裝置可靠性的方法

在電力系統中對繼電保護裝置進行可靠性分析的目的是為了能夠全面、客觀的找出影響繼電保護裝置可靠性指標的內在因素，只有對這些潛在的因素有了深入的了解以后，才能夠在設計的過程中根據現狀采取有針對性、目的性的設計，從而使繼電保護裝置能夠最大限度的發揮自身的優勢特點。尤其是在繼電保護裝置中的自檢和狀態監視功能方面有著更為重要的作用。眾所周知，在傳統的繼電保護裝置中由于其中缺少自檢和狀態監視功能。因此，只有通過對設備進行定期檢修才能發現設備在運行中存在的問題和缺陷，從而減少繼電保護裝置在運行過程中發生誤動的概率。

2繼電保護系統在電網中的應用

目前，繼電保護系統已經成為了保證整個電力系統安全、可靠、穩定運行的基本保障，這一點在大容量、高電壓系統中表現的更為重要。而本文在寫作過程中則以500kV線路為例，從以下幾個方面對繼電保護系統的具體應用進行闡述。

2.1電力系統中繼電保護的配置

一般而言，整個繼電保護的工作狀態主要分為正確與非正確動作兩種。其中非正確的動作又分為誤動和拒動兩種。一旦當電力系統中的繼電元件出現故障時，該元件的繼電保護會在很短的時間內距離這一元件最近的斷路器發出跳閘指令，從而使出現故障的元件能夠及時從電力系統中斷開。由此可見，繼電保護裝置的配置對電力系統一次元件的正常運行有著極為重要的作用。因此，在電力系統運行過程中，通過對電力保護系統的合理配置是降低繼電保護系統故障率和提高電網可靠性的關鍵。（1）線路繼電保護的配置。500kV的線路主要是中性點直接接地所構成的一種網絡線路，這一線路的配置主要可以從兩個方面著手：首先當采用單側電源線路時，相間或者接地的繼電保護配置會采取一種階段式相電流和零序電流保護形式：而當采用的是雙側電源線路的時候，繼電保護配置則會采取一種零序電流保護、階段式相間和接地距離保護。（2）變壓器繼電保護的配置。對于變壓器而言，作為電力系統中的一個重要的設備，減少變壓器故障發生的概率對提高電力系統工作效率，減少損失等方面有著重要的意義。一般要安裝零序電流保護、電流速斷保護、縱聯差動保護、瓦斯保護、過電流保護、過電壓保護和過負荷保護。

2.2加大對高壓電網繼電保護的投入，更新保護裝置設備

在高壓電網的繼電保護過程中，各種繼電保護裝置是關鍵，為了要提高高壓電網的繼電保護能力，應該要加強對各種保護裝置的配備，增加保護裝置動作的可靠性，加大對高壓電網繼電保護的投入，對各種已經落后的設備進行淘汰，加強對各種新型的繼電保護裝置的利用，提高對高壓電網運行過程中的各種異常情況的敏感度，更好地實現保護。繼電保護裝置與輸出電壓存在一定的正相關系，由于高壓電網繼電保護裝置的運行效果也取決于效驗的準確性，因此為了確保保護裝置的正常運行，應該要進行必要的保護效驗，確保各個繼電保護裝置在使用過程中具備良好的性能。也就是說，在高壓電網的運行過程中，對安全生產不會造成影響的時候，應該要及時對繼電保護裝置以及繼電保護校驗設備進行檢查，并且建立比較完善的供電網絡系統，確保各個電網的回路可以有充分的相應時間和保護時間，對高壓電網中的異常情況進行準確全面的監測，從而使得高壓電網安全穩定地運行。

2.3必選軟件功能

第一，按照最大化硬件基礎功能，研發一系列有關的必選軟件功能。第二，利用本文提出的選配系統，結合現場或用戶需要，對現階段全部支持的硬件基礎功能加以選配。第三，軟件功能依托于硬件功能的有效運行，所以，當選配硬件基礎功能結束后，選配系統會為必選軟件功能，包括軟件資源與保護邏輯圖進行自動選配。第四，選配的全部必選軟件功能相對的軟件資源進行正常顯示的設置，具體可借助PC工具或HMI界面進行有效操作、顯示出來;同時，選配的全部保護邏輯圖皆需依據相關的邏輯執行。關于未選配的所有必選軟件功能相對的軟件資源進行隱藏的設置，將不會在PC工具或HMI界面上正常操作與顯示;未選配的所有保護邏輯圖將不會再執行。必選軟件功能有關的軟件資源，如定值清單、保護控制字、參數定值、保護功能的軟壓板等。

結語

電力系統作為國民經濟發展的基礎，其運作的可靠性和安全性極其重要。隨著電力系統的飛速發展，計算機技術、自動控制技術、通信技術和電力技術的進步，繼電保護技術也呈現出新的特點，網絡化、智能化、保護、控制和數據通信一體化是今后繼電保護發展的趨勢。同時，隨著繼電保護技術的日益發展，我們對繼電保護系統的可靠性分析還有待深入。

參考文獻：

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（作者單位：國網太原供電公司）