高壓電網繼電保護原理與技術

莫翠蓮

摘要：隨著電力事業的不斷發展，對電力行業的要求越來越高，對電網的管理、高壓電繼電保護等提出了更高的要求。本文闡述了高壓電繼電保護的原理，并對高壓電繼電保護技術進行了分析。

關鍵字：高壓電網;繼電保護;原理;技術

電力的良好運行社會不斷發展的重要保障，其中高壓電繼電保護在電力發展中發揮重要的作用，是電力良好發展的重要推動力。在我國，高壓電繼電保護技術受到廣泛重視，對繼電保護技術的研究逐漸深入，不斷提高繼電保護技術水平，對電力系統的穩定運行具有重要的推動作用，在電力系統中的應用也越來越廣泛。要加強提高高壓電繼電保護技術，首先就要深入了解繼電保護技術的工作原理，在了解技術原理的基礎上，更容易發現提高繼電保護技術的方法，進而有利于提高高壓電繼電保護技術水平，推動繼電保護技術的發展，更好地促進電力系統的高效、穩定運行。

1.高壓電網繼電保護技術的工作原理

電網運行存在一定的危險，尤其是高壓電網，則高壓電繼電保護就是對電網運行的一種保護，是電網系統安全運行的重要保障。高壓電網在運行過程中會受到各種因素的影響，主要有大雨、雷電、強風等自然氣象的影響以及人為因素影響，這些影響會對高壓電網的運行造成不利，可能會使得高壓電網出現高壓線破損、漏電、短路等現象，使得高壓電網發生故障，影響正常用電。

高壓電網出現故障后的表現有：1）出現電流增大現象，若高壓電出現短路，則出現故障的點和線路電路的電流會快速增加，會由負荷電流增加到遠超負荷電流;2）出現電壓降低現象，若高壓電出現短路，則高壓電網的各點間的電壓會明顯降低，且發生故障點附近的電壓降低的幅度最大;3）測量阻抗會發生大幅變化，測量阻抗就是指測量處的電流與其電壓之間的比值。正常情況下，測量阻抗就是負荷的阻抗，但是在短路故障的情況下，測量阻抗會較大幅度的減小，阻抗角會明顯增加，這時的測量阻抗就變成了線路的阻抗。4）電壓和電流的相位角會發生變化，正常情況下電流和電壓的相位角是在20°左右，但當出現三相短路時，電流和電壓的相位角會發生較大的變化，這時兩者的相位角與阻抗角相關，大約在60°至85°之間，若是出現保護反方向三相短路狀況，電流和電壓的相位角的變化更大，會增加180°;高壓電繼電保護的原理：當高壓電出現故障時，就會出現物理量的突變，在這些突變量積累到一定程度時就會使得高壓電系統的邏輯控制得到啟動，這時服務器就會給通信接入設備發出信號以及跳閘脈沖，使得電網跳閘，從而實現了對高壓電的保護。這種信號的傳遞，可以對高壓電網實現有效地保護，形成電網保護系統，這樣當高壓電網出現故障時，電網系統就可以通過對電流的異常、電壓的異常、阻抗的變化等情況的判斷，來開啟電網的保護系統。高壓電的故障分為內部故障和外部故障，這兩種故障的應對方法是存在差別的，高壓電繼電保護系統對于高壓電的內部故障和外部故障的處理是不一致的。但電網被保護的電力設備出現兩端電流不想等但相位相等的現象時，就是發生了內部故障，這時就可以針對被保護設備兩側電流的不想等以及功率上的不一致形成方向高頻保護、相差高頻保護等保護措施。

2.高壓電網繼電保護技術研究

2.1繼電保護組成

繼電保護的組成主要包括三個部分：測量比較、執行輸出和邏輯。對于測量比較，就是測量物理參量，將測量結果與給定值進行比較，然后根據所得結果發出邏輯信號，來確定是否啟動保護裝置。對于邏輯部分，要使保護裝置可以依據存在的一定的邏輯關系評判是否發生了故障，然后根據出現故障與否的結果決定下一步的動作，并且給執行部分發出指令。對于執行輸出，根據邏輯部分所發出的指令來實施保護裝置的任務。就比如，在發生故障時主動進行跳閘，存在異常問題時發出信號等。

2.2繼電保護基本任務

繼電保護的基本任務主要有三個方面：首先，繼電保護要對存在的故障進行分辨，及時發現故障元件，在無人操作的情況下及時切除故障元件，這樣保證故障元件不會再對其他正常元件造成不利影響，并且能夠與電網隔離，使得電網能夠繼續正常運行;其次，繼電保護需要及時反映元件的運行狀態，并對所發出的維護信號進行自動處理，為維修人員提供較大的便利;最后，在電網系統中，繼電保護裝置要與其他自動化裝置相互配合。就比如電力保護裝置與自動分合閘裝置的配合，通過兩者的相互配合，可以縮短故障造成停電的時間，可以更為及時地使供電恢復正常狀態，最大限度地保證供電的可靠性。

2.3繼電保護技術

利用GPS進行高壓電網繼電保護。全球衛星定位系統在我國已經得到了較為廣泛的應用，逐漸擴展到更多的領域，在20世紀90年代就基本實現了通信一體化。全球衛星定位系統具有較大的便利性以及較強的實用性，可以在全球范圍內、在各個時間點提供實時的定位，在多個領域都能夠得到應用，這就使得該技術在多個地域受歡迎，使用范圍也逐漸擴大。隨著全球定位系統的不斷發展，全球定位系統在高壓電繼電保護中的應用逐漸受到較多的重視，有國家開始研究將全球定位系統應用與高壓電繼電保護中，利用全球定位系統獲取準確的時間以及更為精準的脈沖信號，利用該系統統一時間并實現信息的同步采集，這樣有利于促進統一電力系統的時間。利用全球定位系統，可以有效縮短繼電保護過程中的時間，有利于對高壓電網繼電保護進行統一定位。在全球定位系統中，系統的接收機可以提供兩種時間信號，但這兩種時間信號之間的差別較小，使用哪一種時間信號的影響不大。

利用神經網絡加強高壓電網繼電保護在高壓電網繼電保護中引入神經網絡技術的應用，對電網繼電保護具有重要的作用，有利于增強對高壓電網的繼電保護力度，有效地提高繼電保護的水平。利用神經網絡技術，有利于對電網系統進行深入分析，加強對高壓電網內部的系統構造和相關關系進行充分了解和分析，加強神經網絡的知識儲備，從而更有利于提供繼電保護措施。在進行高壓電繼電保護時，可以利用神經網絡來設置繼電保護裝置，然后使得更復雜的繼電保護模式的分析更加深入，這樣就可以更易識別高壓電網系統中出現的故障，對出現的異常情況能夠更加及時的發現，就可以積極采取措施來解決，加強了對電網的保護。

加強對高壓電網繼電保護設備的更新和投入。在對高壓電進行繼電保護時，要加強對繼電保護裝置的重視，要提高繼電保護設備的質量，增強繼電保護設備的可靠性，這樣更有利于確保對高壓電的繼電保護。確保繼電保護設施的質量，就要加強對繼電保護設施的投入，對效率不高、無法正常使用的繼電保護設備要及時淘汰，及時更新保護設備，這樣才會提高繼電保護設施的使用效率，增強設備對電網系統故障探知的敏感度，更有利于增強對高壓電網的繼電保護。同時，要注意繼電保護設施與電網電壓之間存在著正向關系，而且設施的運行與校驗的好壞息息相關，這就要求相關人員要加強實施校驗，保證繼電保護設備在使用過程中的性能，要對保護設備進行及時校驗和不斷檢查，確保繼電保護設備在運行過程中的高效性，為高壓電的繼電保護系統安全運行提供外在的保障，而且要不斷完善供電網絡系統，要加強對電網系統中存在的故障的及時檢測，對出現的問題進行及時的反饋，并且在最短的時間內提供有效解決措施，從而確保高壓電網的高效、穩定運行。

結束語

我國電力行業的發展速度越來越快，對電力系統的運行也提出了更高的要求。加強對高壓電繼電保護技術的研究，有利于電力系統的穩定運行，有利于電力行業的不斷發展。這就要求相關部門要增加對繼電保護技術的投入，相關人員要加強對高壓電繼電保護技術的深入研究，創新繼電保護技術，不斷提高高壓電繼電保護技術的水平，加強繼電保護技術應用的高效性和廣泛性。

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