繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

楊力

摘 要：文章論述了我國繼電保護技術(shù)發(fā)展的狀況，基本要求和相相關(guān)技術(shù)，保護問題。

關(guān)鍵詞：繼電保護技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

1 我國電保護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進消化了當(dāng)時國外先進的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年長中我國已建成了繼電保護研究，設(shè)計，制造，運行和教學(xué)的完事是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

1.2 結(jié)束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代，在此期間，從70年代工中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代未集成電路保護已形成完事系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制，生產(chǎn)，應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護時代。

1.3 天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。我國從70年代未即已開始了計算機電保護的研究。

1.4 高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)，東南大學(xué)，華北電力學(xué)院，西安交通大學(xué)，天津大學(xué)，上海交通大學(xué)，重慶大學(xué)和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理，不同形式的微機保護裝置。

1.5 揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路，在主設(shè)備保護方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機失磁保護，發(fā)電機保護和發(fā)電機變壓器組保護也相繼于1989，1994年通過鑒定，投入運行.隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件，算法等方面也取得了很多理論成果，可以說從20世紀90年代未開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。

2 繼電保護的基本要求

2.1 可靠性是指保護該動作時應(yīng)可靠動作，不該動作時應(yīng)可靠不動作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求，繼電保護的可靠性主要由配置合理，質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證，任何電力設(shè)備都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行，220JV及以上電網(wǎng)的所有運行設(shè)備都必須由兩套交，直流輸入，輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護，當(dāng)任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能由另一套繼電保護裝置操作另一組繼路器切除故障。在所有情況下，要求這套繼電保護裝置和斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電。

2.2 選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設(shè)備保護，線路保護或斷路器失靈保護切除故障。為保證對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護和同一保護內(nèi)有配合要求的兩元件的選擇性，其靈敏系數(shù)及動作時間，在一般情況下應(yīng)相互配合。

2.3 靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，各類保護的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定，選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護的整定實現(xiàn)。

2.4 速動性是指保護裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障涉及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等。一般從裝設(shè)速動保護相間速斷保護的作用。

3 電流保護措施

3.1 過電流保護它是按照躲過被保護設(shè)備或線路中可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定的，如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設(shè)備和線路的正常運行。為使上，下級過電流保護能獲得選擇性，在時限上設(shè)有一個相應(yīng)的級差。

3.2 電流速斷保護。這是按照被保護設(shè)備或線路未端可能出現(xiàn)的最大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的.速斷保護運輸和，理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設(shè)備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。

3.3 定時限過電流保護。在正常運行中，被保護線路上流過最大負荷電流時，電流繼電器不應(yīng)動作，而本級線路上發(fā)生故障時，電流繼電器和信號繼電器三元件組成；定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，動作時間是恒定的。

3.4 反時限過電流保護。繼電保護的運輸和時間與短路電流的大小成反比，即短路電流越大，在10kV系統(tǒng)中常用感應(yīng)型過電流繼電器。

3.5 無時限電流速斷。不能保護線路全長，它只能保護線路的一部分，系統(tǒng)運行方式的變化，將影響電流速斷的保護范圍，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按最大運行方式來整定，但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了，規(guī)程要求最小保護范圍不應(yīng)小于線路全長的15%。

3.6 電壓保護措施：（1）過電壓保護.防止電壓升高可能導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞而裝設(shè)的.10kV開閉所端頭，變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器主要用來保護開關(guān)設(shè)備，變壓器，變壓器低壓側(cè)裝設(shè)備避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設(shè)的；（2）欠電壓保護。防止電壓降低致傷電氣設(shè)備的正常運行受損而定的；（3）零序電壓保護。為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護.主要用于三相三線制中性點絕緣的電力系統(tǒng)中。

3.7 瓦斯保護措施。油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解，并產(chǎn)生氣體，利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作，故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯，當(dāng)故障嚴重時氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報警信號，輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發(fā)出跳閘動作。

4 差動保護措施

這是一種按照電力系統(tǒng)中，被保護設(shè)備發(fā)生短路故障，在保護中產(chǎn)生的差電流而動作的一種保護裝置，常用做主變壓器，發(fā)電機和并聯(lián)電容器的保護裝置，按其裝置方式的不同可分為：（1）橫聯(lián)差動保護。常用作發(fā)電機的短路保護和并聯(lián)電容器的保護，一般設(shè)備的每相均為雙繞組或雙母線時，采用這種差動保護。（2）縱聯(lián)差動保護。一般常用動主變壓器的保護，是專門保護變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護。

5 高頻保護措施

這是一種動作主系統(tǒng)，高壓線路的高可靠性的繼電保護裝置。目前我國已建成的多條500kV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性，選擇性，靈敏性和動作迅速的保護裝置，高頻，保護分為相差高頻保護，方向高頻保護。相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相應(yīng)的保護，規(guī)定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負，這就是說，當(dāng)線路內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流同相位而外部故障時，兩側(cè)電流相位差180度，方向高頻保護的基本工作原理是，以比較被保護線路兩端的功率方向，來差別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的一種保護裝置。

6 距離保護和平衡保護措施

這種繼電保護也是主系統(tǒng)的高可靠性，高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護，這種保護是按照長線路故障點不同的阻抗值而整定的，平衡保護是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組，采用這種保護較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時產(chǎn)生的不平衡電流而動作的一種保護裝置。

7 繼電保護的發(fā)展及新趨勢

微機保護經(jīng)過近20年的應(yīng)用，研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經(jīng)驗，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，大大提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的方法被不斷應(yīng)用于計算機繼電保護中，以期取得了更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展，其未來趨勢向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護，控制，測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

結(jié)束語

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)，計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入新的活力，進而我國電力系統(tǒng)的未來發(fā)展將更為強大。

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