論繼電保護(hù)在傳統(tǒng)電流保護(hù)中的應(yīng)用

田遐

（廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

引言

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷電力系統(tǒng)中的運(yùn)行故障的位置，并自動(dòng)的切斷故障部位的電路，以達(dá)到保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)不受短路影響而產(chǎn)生各大的安全事故的一種防護(hù)措施，雖然不直接參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行，但同時(shí)是電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及電力系統(tǒng)的不斷升級(jí)和發(fā)展，繼電保護(hù)裝置自身的運(yùn)行技術(shù)和系統(tǒng)也得到了很大的發(fā)展，由傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置發(fā)展為現(xiàn)代的微機(jī)型也就是計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置。

自適應(yīng)繼電保護(hù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置后的一個(gè)最重要的系統(tǒng)改進(jìn)成果。自上世紀(jì)八十年代提出以來，得到了學(xué)界的廣泛關(guān)注和認(rèn)可，因?yàn)槠鋺?yīng)用的靈活性和先進(jìn)性更加適用于現(xiàn)代的復(fù)雜的電力運(yùn)行的監(jiān)控和管理。自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使繼電保護(hù)裝置盡可能的智能化，以適應(yīng)系統(tǒng)的各種運(yùn)行要求，達(dá)到根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行變化調(diào)整自身的運(yùn)行的目的。這種調(diào)整可以更好的配合電力系統(tǒng)的各種情況下的運(yùn)行，做到更加全方位的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。雖然國際上對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是該技術(shù)還存在著很大的發(fā)展和完善的空間，特別是我國在自適應(yīng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用均處于起步階段，和發(fā)達(dá)國家仍有很大差距，需要我們電力工作者的共同努力，下面筆者就自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的各個(gè)方面的功能和作用的發(fā)揮與傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)比，來分析自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理以及優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

1 自適應(yīng)電流速斷保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求包括選擇性和速動(dòng)性。所謂選擇性就是在檢測到電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障時(shí)能夠技術(shù)準(zhǔn)確的判斷出要切斷的電路線路，速動(dòng)性就是在這一切斷的過程中的效率。一般情況下我們要求一個(gè)優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置要同時(shí)具備這兩種特征，但是在實(shí)踐中二者的操作還是會(huì)有一個(gè)優(yōu)先的選擇順序的，一般情況下，大型的變電站遇到故障的問題時(shí)，會(huì)優(yōu)先選擇繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)速度。

傳統(tǒng)的速斷裝置是在離線狀態(tài)下，假定工作在最大運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生短路時(shí)確定出整定值并讓設(shè)備依據(jù)這個(gè)值來進(jìn)行保護(hù)工作。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)模也越來越大，這種情況下傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)不能滿足供電中的運(yùn)行監(jiān)控的要求了，而且電力系統(tǒng)一直處在不斷地變化之中，致使電力系統(tǒng)故障也較傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)增多，且發(fā)生的形式逐漸多樣，這使得傳統(tǒng)的速斷保護(hù)裝置顯得力不從心，必須用一種更適合的繼電保護(hù)系統(tǒng)予以取代。一方面，整定值雖然相對(duì)合理，但是實(shí)際操作有其復(fù)雜性和不可預(yù)測性，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與預(yù)先的設(shè)定有所出入，這種誤差也必將導(dǎo)致保護(hù)裝置不能處于運(yùn)行的最佳狀態(tài)；另一方面，整定值是假設(shè)工作在最大運(yùn)行方式下得到的，但是系統(tǒng)的運(yùn)行不能夠時(shí)刻保持在最大的運(yùn)行方式下，甚至經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行方式的最小方式，這種時(shí)候，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行保護(hù)就可能部分甚至全部失效。

自適應(yīng)電流速斷保護(hù)出現(xiàn)以后就顯現(xiàn)出它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即它的特點(diǎn)是可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障狀態(tài)實(shí)時(shí)改變保護(hù)性能和整定值。這種可調(diào)式的靈活性就性根本上解決了保護(hù)裝置在運(yùn)行中的上述問題，不僅擴(kuò)大了保護(hù)范圍，還能保證各種運(yùn)行狀態(tài)下的正常工作。

1.1 傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)原理

根據(jù)電力系統(tǒng)短路分析，當(dāng)電源電勢(shì)一定時(shí)，三相短路電流可以表示為一個(gè)串聯(lián)的整體，這意味著一旦三項(xiàng)短路電路同時(shí)發(fā)生，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置只能針對(duì)其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng)進(jìn)行反應(yīng)，通過對(duì)大量的實(shí)際情況的總結(jié)和計(jì)算，我們統(tǒng)計(jì)出一般情況下的傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)只針對(duì)其中一項(xiàng)電流。所以，傳統(tǒng)速斷保護(hù)的不足在于實(shí)際的保護(hù)范圍總是小于最大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍，這就大大的限制了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用范圍，另外，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響很明顯，不能靈活的隨著各種電力系統(tǒng)的具體情況調(diào)試自己的監(jiān)控和排查功能，輕則造成監(jiān)測效果降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)保護(hù)范圍為零的情況，這種情況無論對(duì)于電力系統(tǒng)的維護(hù)和運(yùn)行都是非常不利的，存在著非常大的安全隱患，必須在以后的系統(tǒng)升級(jí)中及時(shí)的解決和處理掉。

1.2 自適應(yīng)電流速斷保護(hù)

自適應(yīng)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是利用微型機(jī)的計(jì)算和記憶功能，在線計(jì)算出電流速斷保護(hù)的整定值，即讓整定值隨著運(yùn)行方式和故障類型的變化而變化，恰好解決了傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)的問題。

實(shí)踐中我們了解到，自適應(yīng)電流保護(hù)的保護(hù)范圍與故障類型無關(guān)，這大大的提高了繼電保護(hù)裝置的發(fā)揮功能的范圍，突破了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的限制，實(shí)踐中我們也發(fā)現(xiàn)了自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的另一特性，即自適應(yīng)的電流是隨時(shí)間變化的，且它的大小取決于阻抗的大小，并能夠使保護(hù)總是處在最佳保護(hù)的狀態(tài)，這無疑給我們的巡檢工作帶來了非常大的便利，有助于我們觀測自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的各項(xiàng)指標(biāo)情況，以及根據(jù)電流的檢測推算出運(yùn)行中阻抗的大小。

2 自適應(yīng)過電流保護(hù)

過電流保護(hù)通常是指其啟動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)。它在正常運(yùn)行時(shí)不應(yīng)該啟動(dòng)，而是在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，能隨著電流的增大而反應(yīng)。在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路，而且能夠保護(hù)相鄰線路，以起到后備保護(hù)的作用，這也是傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置所不具備的新功能，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置只能針對(duì)自己的所處線路的問題進(jìn)行解決，無法兼顧周圍的相鄰線路，而致使一些故障的預(yù)防和排除的不徹底，但是自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置就克服了這一缺陷，做到了全面的電流保護(hù)。

2.1 傳統(tǒng)過電流保護(hù)

過電流保護(hù)是根據(jù)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)短路電流增大的原理動(dòng)作的。為了保證在非故障情況下保護(hù)誤動(dòng)，以免干擾電力系統(tǒng)的運(yùn)行，傳統(tǒng)過電流保護(hù)要調(diào)整最大負(fù)荷量。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的過電流保護(hù)是按躲過最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定，在區(qū)外故障切除后繼電器應(yīng)能可靠返回，且要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)。所以，過電流保護(hù)的保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷變化、返回系數(shù)及自起動(dòng)系數(shù)的影響，使它的保護(hù)范圍大大減小，無法達(dá)到良好的過電保護(hù)的效果。

2.2 自適應(yīng)過電流保護(hù)

自適應(yīng)過電流保護(hù)為克服傳統(tǒng)保護(hù)的缺點(diǎn)，要求按照當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電流來整定動(dòng)作電流的定值；動(dòng)作時(shí)限按反時(shí)限特性在線或離線整定，基于自適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的定值功能，不僅能解決了運(yùn)行中的智能反應(yīng)問題，還解決了對(duì)電流的保護(hù)的范圍的問題。另外，自適應(yīng)過電流保護(hù)可以使保護(hù)裝置隨系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷的變化實(shí)時(shí)調(diào)整動(dòng)作電流定值，當(dāng)故障電流大于整定電流時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，再用故障電流，計(jì)算出動(dòng)作延時(shí)，經(jīng)過動(dòng)作延時(shí)使保護(hù)動(dòng)作切除故障。

由此可見，自適應(yīng)過電流保護(hù)可以通過對(duì)負(fù)荷電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測，隨時(shí)調(diào)整動(dòng)作電流整定值及動(dòng)作時(shí)限特性，使保護(hù)處于最佳動(dòng)作狀態(tài)。

結(jié)束語

綜上所述，自適應(yīng)的電流保護(hù)是一種吸收了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并結(jié)合傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的優(yōu)秀性能的一種新型的繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以更好的為現(xiàn)代的電流系統(tǒng)的故障檢測和排查服務(wù)，從而更好的服務(wù)于我國的電力系統(tǒng)的建設(shè)事業(yè)。

[1] 鄭海坤.淺談繼電保護(hù)應(yīng)用中存在的問題與改進(jìn)措施[J].機(jī)電信息，2011-12-25.

[2] 黃斌.基于MS.NET的多層分布式繼電保護(hù)應(yīng)用軟件研究[J].四川大學(xué)，2006-04-30