變電運行的繼電保護淺析

羅再邦

（廣西天峨縣水利電業(yè)有限公司，廣西 河池 547300）

變電運行是輸配電系統(tǒng)的關(guān)鍵，變電運行的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。而繼電保護是變電運行系統(tǒng)的重要組成部分，是變電穩(wěn)定運行的重要屏障。近年來，一些重大的電力安全事故均是由繼電保護方面的問題導(dǎo)致的。怎樣確保繼電保護功能的有效發(fā)揮，成為了業(yè)界日益關(guān)注的焦點問題。

1 變電繼電保護概述

1.1 繼電保護的含義

繼電保護系統(tǒng)主要包括了繼電保護裝置、電流電壓互感器、斷路器、自動重合閘等。繼電保護系統(tǒng)是串聯(lián)系統(tǒng)，系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障，均會造成整個繼電保護系統(tǒng)喪失應(yīng)有的保護功能，降低繼電保護系統(tǒng)的可靠性。變電運行的繼電保護的可分為兩個部分進行闡述，一是繼電保護裝置，二是繼電保護技術(shù)。繼電保護裝置，是一種在變電系統(tǒng)中電氣元件處于不正常運行狀態(tài)或發(fā)生故障時，發(fā)出信號或動作于斷路器跳閘的自動裝置。繼電保護技術(shù)，主要包括變電系統(tǒng)故障分析技術(shù)、繼電保護配置設(shè)計技術(shù)、繼電保護原理及實現(xiàn)技術(shù)、繼電保護運行技術(shù)以及繼電保護維護技術(shù)等。合理運用繼電保護技術(shù)，是確保變電運用安全性和可靠性的重要保障。

1.2 繼電保護的作用

繼電保護在變電運行中發(fā)揮著重要的作用。當變電運行系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，繼電保護能夠安全地、實時地對各種設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)視，提供可靠的運行依據(jù)。當變電運行系統(tǒng)處于不正常運行狀態(tài)時，繼電保護能夠準確地、及時地發(fā)出報警信號，促使值班人員采取相應(yīng)的措施進行處理。當變電運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護能夠有選擇性地、迅速地、自動地切除故障部分，以確保沒有發(fā)生故障的部分繼續(xù)運行。由此可見，繼電保護裝置在變電運行系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在預(yù)報事故的發(fā)生和縮小事故范圍兩個方面，能夠提高變電運行系統(tǒng)的可靠性，確保變電運行的不間斷性與安全性。

1.3 變電運行繼電保護的基本原理

變電運行中會發(fā)生多種故障，其中危害最大、最為常見的故障就是短路事故。變電運行發(fā)生短路故障時，會導(dǎo)致如下變化：電流和電壓之間的相位角出現(xiàn)變化、電壓降急劇下降、電流將急劇增大。利用變電運行發(fā)生故障時與正常運行時，各個物理量之間的差別，構(gòu)成不同類型與原理的繼電保護裝置，其主要包括以下幾種類型。一是，反映電流變化的電流保護，具體包括零序電流保護、過負荷保護、電流速斷保護、反時限過電流保護、定時限過電流保護等。二是，反映電壓變化的電壓保護，具體包括反映電流、電壓之間相位角變化和電流變化的過電流保護、低電壓保護、過電壓保護。三是，反映電流和電壓之間比值，反映保護安裝處阻抗到短路點的距離保護。四是，反映輸入和輸出電流之差的差動保護，具體包括縱聯(lián)差動保護、橫聯(lián)差動保護。五是，反映變電運行頻率變化的周波保護。六是，瓦斯保護，即反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護，具體包括重瓦斯保護、輕瓦斯保護。七是，反映變壓器溫度變化的溫度保護。

1.4 繼電保護裝置的基本要求

變電運行系統(tǒng)對繼電保護裝置有四項基本要求：可靠性、速動性、靈敏性與選擇性。首先可靠性。繼電保護裝置需要隨時處于準備狀態(tài)，并且能夠正確動作。不能夠滿足可靠性要求的繼電保護裝置，難以發(fā)揮其中變電運行中的作用，甚至?xí)蔀樵斐晒收匣驍U大事故的根源。要保證繼電保護裝置動作的可靠性，就必須確保繼電保護裝置的安裝調(diào)試、整定計算等正確無誤，就必須確保繼電保護裝置的各個組成元件有著可靠的質(zhì)量，就必須進行及時的運行維護，就應(yīng)當盡可能的簡化繼電保護系統(tǒng)。其次，速動性。繼電保護裝置需要具備快速切除短路故障的能力，最大程度地縮短故障切除的時間，降低電氣設(shè)備因短路電流的受損程度，促進變電運行系統(tǒng)快速恢復(fù)，創(chuàng)造有利的電氣設(shè)備自啟動條件。第三，靈敏性。即繼電保護裝置對變電運行異常工作狀況或故障的反映能力。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi)，繼電保護裝置都不可以產(chǎn)生拒絕動作，不論短路的性質(zhì)如何，不管短路的位置怎樣。而子繼電裝置保護區(qū)外出現(xiàn)異常情況或發(fā)生故障時，繼電保護裝置都不可以產(chǎn)生錯誤動作。通常，采用靈敏系數(shù)衡量繼電保護裝置的靈敏性。第四，選擇性。繼電保護裝置在變電運行系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或發(fā)生故障時，應(yīng)當有選擇性的切除故障部門，確保無故障部分的正常運行。繼電保護裝置需要斷開最接近故障點的斷路器，確保變電運行系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障的部分依然能夠正常運行。要做到這一點，繼電保護裝置就必須具有選擇性。

2 變電運行中繼電保護的可靠性分析

可靠性指的是繼電保護的系統(tǒng)、設(shè)備或元件，在變電運行中的規(guī)定條件和預(yù)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。確保變電運行安全和可靠的第一道防線，就是繼電保護。繼電保護可靠、快速的動作能夠有效遏制變電運行狀態(tài)的惡化，保障安全、可靠、穩(wěn)定的變電運行。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計表明，63%的電力系統(tǒng)事故的發(fā)生均是由于繼電保護的不正確動作而導(dǎo)致的。繼電保護的可靠性指標主要有正確動作率、無誤動工作概論、平均無誤動時間等。正確動作率在繼電保護可靠性研究的初期發(fā)揮著重要作用，其是通過一定時期內(nèi)繼電保護裝置正確動作次數(shù)和繼電保護裝置總動作次數(shù)之比，對繼電保護的可靠性進行評估的，能夠在一定程度上反映繼電保護水平，但是“正確動作率”沒有考慮區(qū)外故障正確不動作次數(shù)，難以全面地反映繼電保護的可靠性。因此，在評估繼電保護可靠性時，還需要綜合考慮平均無誤動時間、保護誤動頻率、保護據(jù)動失效率等指標。

3 繼電保護裝置的選型

繼電保護在變電運行中占據(jù)著重要地位，根據(jù)變電運行的情況合理設(shè)置繼電保護，做好繼電保護裝置選型工作，是非常重要的。通常情況下，繼電保護裝置仍然是獨立設(shè)置的，根據(jù)保護對象進行配置，就地分散布置，電流電壓量直接輸入，動作后繼電保護裝置直接操作斷路器跳閘。繼電保護裝置和綜合自動系統(tǒng)完全獨立，確保整個變電運行系統(tǒng)的可靠性。變電運行系統(tǒng)中所選的繼電保護裝置需要具有較高的安全可靠性與成熟的技術(shù)，符合電力系統(tǒng)反事故措施的相關(guān)規(guī)定，符合《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，并進行現(xiàn)場試運行，確保繼電保護裝置各項性能指標均能夠符合變電運行的要求。繼電保護裝置在符合相關(guān)規(guī)程要求的基礎(chǔ)上，還需充分考慮現(xiàn)有相關(guān)設(shè)備的技術(shù)條件，兼顧整個變電運行系統(tǒng)組網(wǎng)功能和技術(shù)發(fā)展的情況，選擇運行可靠性強、便于維護、性價比較高的繼電保護產(chǎn)品。

4 結(jié)語

綜上所述，可靠的繼電保護能夠確保變電穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段變電運行中的繼電保護裝置需要具備可靠性、速動性、靈敏性與選擇性，能夠準確反映變電運行異常工作狀況或故障，既能夠正確動作，又能夠快速動作；即能夠預(yù)報事故的發(fā)生，又能夠縮小事故范圍。在具體實踐中，需要做好繼電保護的選型、安裝調(diào)試以及維護工作，確保繼電保護裝置的功能可以得到充分的發(fā)揮，以保證變電運行的安全性。

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