電力系統繼電保護不穩定原因分析及解決措施研究

申麗圓

（寧夏送變電工程有限公司，寧夏銀川，750001）

0 引言

電力系統在人們的工作和生活的各方面廣泛應用，為人們提供動力支撐和照明保障，在人們生活中必不可少[1]。繼電保護設備作為確保電力系統正常運行的裝置，對其進行深入、全面的研究具有重要意義。當前我國繼電保護在電力系統中的應用存在部分問題，繼電保護設備的不穩定性直接影響電力系統的穩定運行，因此繼電保護不穩定原因分析對電力系統的穩定運行具有重要意義[2-3]。通過不穩定原因分析，確定科學解決措施，從而確保電力系統的安全穩定運行，為人們的工作和生活提供保障。

1 智能電網框架分析

由于智能化電網框架的不同，當前各國在智能化電網的應用及發展水平上存在一定差距，但共性為均將電網的用戶用電、輸配電、發電轉換、電力資源開發等各環節融入信息化管理系統，實現各區域、各環節統一于信息化管理系統控制中，同時發揮智能化減損、精準供電、高效供電、互補供電、安全供電及智能交流等作用[4]。智能化電網系統如圖1所示。智能化電網系統在一定程度上實現了范圍指向性、實踐性及技術性等要求，為復雜的電網框架提供了信息化、系統化的管理方式。

圖1 智能化電網系統結構

1.1 運行方式分析

智能電網運行方式具有特殊性，一方面由于電網線路具有雙向流向，另一方面具有多重運行方式，其中獨立運行方式具有較強的變化性和不穩定性，易導致系統運行過程中產生大幅阻抗變化，造成傳統控制中的距離保護及過流保護的定值計算失準。為確保電網系統的長期穩定運行，需將智能電網標準要求作為電網的重要依據[5]。首先，通過有效的測試計算及管理方法，確保各項指標及參數處于嚴格的管理及監督中，保障各設備運行的高效性、穩定性。其次，需增強設備巡檢及維護，確保供發電設備處于最佳運行狀態，發生問題時可及時處理，以降低損失[6]。

1.2 繼電保護構成分析

傳統繼電保護系統電源點具有確定的流向，結構較簡單。繼電保護僅與輸入端電氣量相關，僅需判別輸入側電氣量即可實現相應保護。智能電網繼電保護系統相對復雜，需通過傳感器采集設備運行信息，進而進行分析判斷，實現重要設備的實時監控，且通過采集數據的計算分析，預測設備將來特定時間內的運行情況[7]。綜上所述，智能化及信息化在電網中的應用，高效、嚴謹的確保了智能電網繼電保護系統的正常運行。

2 不穩定原因分析

2.1 繼電保護運行中的電壓問題

（1）當系統中不存在電壓，或同期重合閘線路的檢測是繼電保護裝置的重要組成部分，同樣也是電力系統在實際運行時需要重點關注的內容。當各個主變壓均不滿足其自身的充電條件時，必然會導致電力系統在運行中出現繼電保護的相關問題，這不僅影響著系統運行的穩定性，也在很大程度上左右其長期運行的安全性。

（2）繼電保護觸點方面的問題

在繼電保護中需要重點關注的就是其觸點問題，結合相關實踐操作和理論研究表明，繼電器觸點受多方面因素的影響，是一個復雜的耦合性問題。例如，繼電器在運行過程中，自身的工作頻率、工作器件的材質、工作電壓以及負載等參數都會導致觸點問題的出現，而且各個因素之間還存在一定聯系和相互限制，所以繼電器的觸點問題十分復雜。

（3）繼電保護裝置在數據收集上的問題

在繼電保護運行中，系統的數據是根據系統所處工況發生實時變化的，繼電保護裝置的數據采集組件可以對數據進行精確采集，并且將采集到的數據以數字信號的形式上傳至微機裝置，控制器需要根據相關的計算邏輯對數據進行處理和分析，將分析結果進行輸出或者作為其他操作指令的判定標準。

2.2 繼電保護裝置中的軟件問題

在電力系統中的微機裝置內會安裝對于繼電保護裝置的程序軟件，并且操作控制繼電保護設備裝置也需要安裝相應的程序軟件，這些軟件出現數據編碼錯誤或其本身的設計程序粗壯乃BUG時，繼電保護功能就會出現不穩定甚至失控的情況，進而導致繼電保護無法發揮其保護作用。目前在影響軟件安全的主要因素是繼電保護裝置軟件邏輯設計上的錯誤，例如，對于數據的需求分析不準確，額定值數的輸入與程序設計沖突，數據編碼存在邏輯上錯誤等。

3 解決措施研究

3.1 的繼電保護硬件設施上的故障處理措

（1）對二次回路進行拆除

分析相關實踐經驗可以看出，電力系統繼電保護回路出現故障的概率最高。如果完成了故障排查，但是并沒有發現故障的問題點，為了確定故障的具體范圍，就應該采用一些較為傳統的處理方法，即將二次回路拆除然后再進行重新的組裝，直至找到故障的范圍后，再將繼電保護設備裝置的每個結構按照圖紙組裝。

（2）運行置換方法進行故障處理

置換方法是確定了電路中繼電保護設備故障的大致范圍，然后將運行狀態良好的電器元件或設備對故障范圍內的同個類型的設備進行置換，然后測試電路的運行狀態，這樣可以快速找到故障點，并將故障的元件或設備進行更換。

3.2 繼電保護裝置的軟件故障的處理

（1）微機裝置的防干擾裝置的安裝

微機裝置運行時會受到外界的電磁場的影響。首先，需要根據現場的實際情況將微機裝置進行接地，例如，將使微機裝置的外殼接觸到地面；其次，微機裝置在運行過程中受多方面因素的干擾，當微機裝置出現被干擾的情況時，需要對干擾源頭進行及時的處理，對微機裝置進行有效保護，從而讓其可以發揮最大的作用。例如，在電力系統運行過程中可以利用電磁干擾裝置，結合現場的實際情況和相關的作業要求，電纜的安裝時需要在其外表面覆蓋已成具有電磁屏蔽功能的防護層，防護層的兩端均需要進行接地處理。當電纜的線路過長，導致電纜線路中只有一端進行了接地處理時，電纜上產生的電流會對微機裝置產生干擾。此外，除了應用這些防護處理措施之外，還要對微機裝置自身進行合理的優化，設計合理的微機裝置組成元件，并通過過程控制程序保證各個元件的質量符合相關的標準。簡要的安裝流程如圖2所示。

圖2 安裝流程

4 結論

伴隨科技發展，我國用電需求逐步增大，同時對電力系統繼電保護的安全性及穩定性研究要求越來越高。當前我國電力系統繼電保護在穩定性方面尚存在不足，為提高電力系統安全性、穩定性需加強技術人員專業水平，不斷完善相關管理規章制度，優化電力系統設備，以此提升電力系統繼電保護的穩定性，促進我國電力系統的可持續發展性。