繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬 軍

廣東茂名信宜供電局，廣東茂名 525000

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬 軍

廣東茂名信宜供電局，廣東茂名 525000

電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和安全穩(wěn)定運(yùn)行給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大的動(dòng)力和效益。但是電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障且不能及時(shí)有效控制，就會(huì)失去穩(wěn)定運(yùn)行，使其瓦解，將釀成大面積停電，給社會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。保障電力的穩(wěn)定和可靠供應(yīng)，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的重中之重。繼電保護(hù)擔(dān)負(fù)著自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保護(hù)故障元件的同時(shí)保證非故障元件的正常運(yùn)行；同時(shí)能依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)條件的，準(zhǔn)確快速判斷系統(tǒng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)。繼電保護(hù)對(duì)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

繼電保護(hù)；二次；電力

1 繼電保護(hù)的概念和作用

繼電保護(hù)是繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱。它是一種反事故的自動(dòng)化措施。繼電保護(hù)以電力系統(tǒng)中采集的各種故障情況以及運(yùn)行工況為對(duì)象，以事故的預(yù)防和控制為目的。繼電保護(hù)的正確運(yùn)行，保障了電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障情況或者異常運(yùn)行工況情況時(shí)，快速準(zhǔn)確地自動(dòng)切除故障元件，并且及時(shí)向運(yùn)行監(jiān)控人員發(fā)送報(bào)警聲光等信號(hào)，以保護(hù)非故障元件的正常運(yùn)行以及避免故障元件引起的事故擴(kuò)大。電能是種特殊商品，不能大量、長(zhǎng)期的存儲(chǔ)，其生產(chǎn)、傳輸、使用過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢(shì)必會(huì)引發(fā)停電事故等嚴(yán)重問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用主要分為以下幾個(gè)方面：1）當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生足以危害電網(wǎng)安全運(yùn)行的故障時(shí)，繼電保護(hù)通過(guò)采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷故障區(qū)間、嚴(yán)重程度，并且根據(jù)具體情況快速準(zhǔn)確地切除故障元件，保護(hù)非故障元件的正常運(yùn)行；2）當(dāng)電力設(shè)備甚至電網(wǎng)出現(xiàn)非正常運(yùn)行狀況時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備檢測(cè)信號(hào)的采集能準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障情況，并且以聲光等形式的給當(dāng)值運(yùn)行人員發(fā)送告警信號(hào)，進(jìn)而幫助運(yùn)行檢修人員在短時(shí)間內(nèi)了解故障情況以及時(shí)處理，避免事故的發(fā)生；3）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行、遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控以及各級(jí)操作點(diǎn)的自動(dòng)控制。

2 繼電保護(hù)的四大要素

繼電保護(hù)最大的特性應(yīng)歸納為：可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。應(yīng)該依據(jù)系統(tǒng)的具體運(yùn)行方式以及可能發(fā)生的故障類(lèi)型來(lái)選擇和設(shè)計(jì)合理的繼電保護(hù)或者安全自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)的四要素歸納如下：1）可靠性：簡(jiǎn)單的說(shuō)就是繼電保護(hù)不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。具體又可以分為安全性和信賴性。要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)；同時(shí)，在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。保護(hù)可靠性是繼電保護(hù)最基本的要求，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)選擇簡(jiǎn)單有效的保護(hù)方式，采用足夠可靠的元器件以及盡可能簡(jiǎn)單有效的電壓電流以及信號(hào)回路來(lái)組成繼電保護(hù)系統(tǒng)。2）選擇性：指當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況時(shí)，由繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)判斷發(fā)生故障的區(qū)間，并且選擇性地將發(fā)生故障的元件切除。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)失效或者故障元件對(duì)應(yīng)的斷路器拒動(dòng)時(shí)，相鄰設(shè)備或者線路的后備保護(hù)應(yīng)能正確動(dòng)作將故障元件切除。3）速動(dòng)性：電力系統(tǒng)故障持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，所造成的危害就越大。所以繼電保護(hù)的另一個(gè)最基本要素是要能盡快的切除故障元件，以減少電力系統(tǒng)在大電流、低電壓工況下的運(yùn)行時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高備用電源或重合閘等自動(dòng)裝置的投入效果等。4）靈敏性：在電力系統(tǒng)中元件在區(qū)內(nèi)發(fā)生各種故障或者不正常運(yùn)行狀況時(shí)，保護(hù)裝置做出正確響應(yīng)的靈敏程度。繼電保護(hù)靈敏性的衡量標(biāo)準(zhǔn)為靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)的整定計(jì)算應(yīng)當(dāng)以系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下最不利的故障類(lèi)型的情況計(jì)算，但可能性很小的故障情況可以不加考慮。

3 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用舉足輕重。目前世界經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展，城市化進(jìn)程也進(jìn)一步加快。而各地對(duì)于電力的需求也逐步增大，這一點(diǎn)從客觀的層面進(jìn)一步推動(dòng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展。電力系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋范圍很廣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，由于天氣、地理位置、環(huán)境等多項(xiàng)復(fù)雜情況的影響，很容易出現(xiàn)各種形式的故障，其中發(fā)生最頻繁的就是各種類(lèi)型的短路故障。為了保障電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須包含應(yīng)對(duì)不同故障情況的有效措施，減小故障情況發(fā)生的概率并且設(shè)置故障檢測(cè)的技術(shù)方法以及快速自動(dòng)切除故障的應(yīng)對(duì)手段。

繼電保護(hù)系統(tǒng)的意義，正是為了快速準(zhǔn)確地檢測(cè)到電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的元件故障或者其他異常情況，在檢測(cè)到具體故障情況后，按照自有的邏輯判斷故障所在的位置及故障類(lèi)型，然后有選擇性地切除故障元件，減少故障元件遭受進(jìn)一步損壞的風(fēng)險(xiǎn)并且隔離其他非故障元件，盡最大可能地縮小停電范圍，保障供電可靠性。在實(shí)際的運(yùn)行及維護(hù)工作中，工作人員應(yīng)當(dāng)重視繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)工作在正常有效的工作狀態(tài)。

一般來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)發(fā)生短路等故障時(shí)，都會(huì)伴隨著產(chǎn)生電壓、電流值的規(guī)律性變化，繼電保護(hù)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些電氣量，通過(guò)對(duì)故障情況電氣量對(duì)比正常運(yùn)行情況下的差異性的分析，進(jìn)而針對(duì)不同故障情況根據(jù)對(duì)應(yīng)的保護(hù)原理構(gòu)建保護(hù)，比如最常見(jiàn)的過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。在實(shí)際應(yīng)用中，一旦繼電保護(hù)裝置檢測(cè)的電氣量發(fā)生突變，繼電保護(hù)裝置會(huì)通過(guò)內(nèi)置的邏輯確定故障類(lèi)型和范圍，再確定應(yīng)當(dāng)出口的斷路器及動(dòng)作時(shí)間，最后由操作箱及跳合閘回路發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的切除。

在此，我們簡(jiǎn)要分析常用的定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的工作原理。它依靠整定給時(shí)間繼電器的固定延遲，以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間恒定的目的。相比于其他保護(hù)邏輯，定時(shí)限過(guò)流的構(gòu)成回路以及判斷邏輯容易實(shí)現(xiàn)并且可靠性很高。也可以通過(guò)動(dòng)作電流以及動(dòng)作時(shí)間的整定來(lái)保證保護(hù)的選擇性。根據(jù)線路運(yùn)行情況選擇合理的動(dòng)作電流則可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)的靈敏性。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)也能很方便的進(jìn)行調(diào)試。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程為：當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)的線路出現(xiàn)故障情況，比如AB兩相短路時(shí)，線路中AB兩相的電流會(huì)急劇增加。保護(hù)裝置通過(guò)CT變換后采集到的二次AB兩相電流也會(huì)急劇增加，二次電流超過(guò)保護(hù)整定的過(guò)流電流定值后，保護(hù)內(nèi)電流比較繼電器就會(huì)動(dòng)作，閉合動(dòng)合觸電，接通時(shí)間繼電器線圈，再經(jīng)時(shí)間繼電器設(shè)置的固定延時(shí)后，時(shí)間繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通相應(yīng)的信號(hào)繼電器回路，由此發(fā)送短路信號(hào)。而接通信號(hào)繼電器的同時(shí)，出口元件內(nèi)部的中間繼電器線圈將被接通，并由中間繼電器內(nèi)的觸點(diǎn)接通跳閘回路，使對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘線圈帶電，跳開(kāi)斷路器。經(jīng)此過(guò)程，斷路器跳開(kāi)并切除故障線路后，故障電流即會(huì)消失，繼電保護(hù)裝置內(nèi)部無(wú)二次故障電流后，過(guò)流比較元件將返回到正常的狀態(tài)。

4 結(jié)論

綜上所述，本文主要闡述了繼電保護(hù)的主要性質(zhì)以及它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況?，F(xiàn)今城市化發(fā)現(xiàn)迅速，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來(lái)越高。而繼電保護(hù)的是為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的必要保證。電力行業(yè)應(yīng)當(dāng)充分重視繼電保護(hù)的選擇調(diào)試運(yùn)行與維護(hù)工作，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行在正常工作狀態(tài)，保障電能平穩(wěn)可靠供應(yīng)，為電力事業(yè)甚至國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供優(yōu)良的保障。

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TM7

A

1674-6708（2015）148-0061-01