淺析電力系統繼電保護中的問題及其完善措施

摘 要：作為保障電力系統安全穩定運行的設備，繼電保護裝置在電力系統中起到非常突出的作用。在國內現行龐大電力系統運行過程中，繼電保護裝置缺陷頻發，本文主要分析繼電保護中的問題，然后提出了完善措施，希望能為電力系統的正常運行做出一定的貢獻。

關鍵詞：電力系統;繼電保護;改善措施

一、引言

隨著電力系統的飛速發展，電網容量日益增漲，結構更顯復雜，提高電力系統的安全運行水平十分重要。繼電保護是確保電力系統安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動作的正確性將直接影響整個系統的安全穩定運行。 繼電保護裝置是關系到電網安全穩定運行的重要設備，是電力系統不可缺少的重要組成部分，是電網安全穩定運行的第三道防線。

二、電力系統繼電保護的任務、原理及要求

2.1 繼電保護的基本任務。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

2.2 繼電保護的基本原理。繼電保護裝置必須具有甄別被保護元件正常運行狀態還是故障狀態、區內故障還是區外故障的功能。保護裝置實現這一功能，需要根據電力系統發生故障前后輸入電流、電壓、相位等電氣物理量變化的特征作為判別依據， 通過測量比較→邏輯判斷→執行輸出，實現不同原理的繼電保護功能。

2.3繼電保護的基本要求。對繼電保護的基本要求、繼電保護裝置必須具備以下5項基本性能： ①安全性，在不該動作時，不發生誤動作。②可靠性，在該動作時，不發生拒動作。③快速性，能以最短時限將故障或異常消除。④選擇性，在可能的最小區間切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續供電。 ⑤靈敏性，反映故障的能力，通常以靈敏系數表示。選擇繼電保護方案時，除設置需滿足以上 5 項基本性能外，還應注意其經濟性。 即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費，還必須考慮因裝置不完善而發生拒動或誤動對國民經濟和社會生活造成的損失。

三、電力系統繼電保護常規缺陷原因分析

3.1 人為因素。在整個電力系統中，人員龐大繁雜，受新老員工交替、人員工作狀態、人員技能經驗差異影響，具體差異體現在繼電保護設備操作、保護功能投退、事故缺陷處理、定期維護等工作中，工作人員可能因為操作、判斷失誤導致不安全事件的發生，導致繼電保護裝置的不可靠性提高。

3.2設備壽命和環境因素。隨著科技發展，繼電保護逐漸由傳統繼電器盤柜形式轉變為體積更小、更加智能的微機型繼電保護裝置，新型的繼電保護設備對運行環境中的溫度、濕度、粉塵均有相關要求，對于安裝于10-66kV開關柜中的繼電保護裝置，運行環境溫度要求在-5℃-30℃，相對濕度不得大于95%，對于安裝于保護室內的裝置運行環境溫度要求在5℃-30℃，相對濕度不得超過75%，裝置的運行環境是導致裝置缺陷頻發的主要原因之一;此外繼電保護裝置連續運行一般不得超過12年，超過使用年限后需對裝置進行更換，惡劣環境下的保護裝置應降低設備的更換年限，繼電保護類裝置價格較高，到達使用年限后更換不及時，存在超期運行、帶病運行的隱患。

3.3繼電保護裝置回路缺陷。在電力系統中，每三年都會對運行中的繼電保護設備進行預防性檢驗維護，以判斷電氣回路、保護裝置的可靠性，主要體現在二次回路中的常規缺陷如直流接地、電流回路開路接地、電壓回路短路缺相、控制回路拒動、信號回路誤動等因素，且隨著設備運行年限的增加，二次電纜絕緣老化，導致二次回路中絕緣降低，是導致設備隱患的主要因素，此外由于二次線纜施工工藝不規范，會導致改造、檢修等過程中誤碰率的增加。

3.4 通訊缺陷。隨著繼電保護自動化程度的提高，裝置通訊互通聯系緊密，高壓設備逐漸實現無人值守，涉及區域電網的保護通過多臺裝置共同實現，各保護裝置之間通過光纖、485通訊、網線等方式進行數據交互，設備之間的通訊保障尤為重要。

四、提高繼電保護可靠性的改善措施

4.1 確保電力系統繼電保護正常運行的措施。

4.1.1為保證電力系統正常運行，保證整個工作的順利進行，需要進一步完善制度建設，加強人員基礎管理工作，堅持兩票三制，逐步提高員工安全意識和專業技能水平，盡可能規避人為因素造成的設備缺陷發生。

4.1.2通過加裝溫濕度調節設施改善設備運行環境，定期清理裝置積灰，利用一次設備停運或者檢修時間，定期除塵、更換老化的電源插件，到達設備規定使用壽命后及時進行更換，嚴禁超期運行。

4.1.3定期進行預防性檢查，對裝置性能、回路絕緣、回路電阻進行測量，同時應完善日常維護制度，對不影響設備運行的一般性缺陷及時消除，嚴禁設備帶病運行，設備柜內防火封堵、接線端子進行定期檢查，消除設備安全隱患。

4.2 常見的繼電保護故障的處理方法。

4.2.1 替換法。在無法精準判別故障點的情況下采用備用板件更換故障板件，進而對故障進行區域判定，有利于快速縮小故障查找范圍。

4.2.2 參照法。即用穩定設備的參數來對照故障設備的參數，繼而發現故障所在，接線失誤或者定值校驗中預想值和測試值出入較大的情況下，此方法被廣泛應用。經過更換、修理故障元件之后，二次接線后，仍然存在故障，此時需要對照同類裝置的接線進行修理，針對性能的檢測，可以通過更換繼電器刻度，或用同樣表和回路相同的繼電器進行參照。

4.2.3 電位法。此方法在電氣設備檢修過程中普遍被采用，通過測量電氣回路中不同位置的電位狀態，從而迅速判斷故障的范圍，快速定位故障區域。

五、結語

繼電保護發展至今，經歷了四個發展階段： 傳統的繼電器式繼電保護→半導體晶體管式繼電保護→集成電路繼電保護→微機保護。

通過繼電保護的發展過程可以看出，繼電保護隨著時代的變遷、科技的進步一同在發展。 隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢 是計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。總之，繼電保護必將隨著各種技術的進步和發展呈現更新的特征，也將獲得更廣泛的應用。

參考文獻

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作者簡介：張重陽（1990-09-06），男，漢族，籍貫：河北省保定市蠡縣，職務電氣專工，學歷：本科，河北長潤環保科技有限公司，研究方向：電氣系統自動化。