電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用分析

文/張嘉如，內蒙古電力供用電稽查（局）分公司

電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用分析

文/張嘉如，內蒙古電力供用電稽查（局）分公司

文章概述了繼電保護的工作原理、作用及在電力系統(tǒng)中的配置與應用，并基于工作經(jīng)驗，介紹了繼電保護中常見的故障，提出確保繼電保護安全運行的措施，以保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟的運行。

繼電保護；電力系統(tǒng)；運行

在電力系統(tǒng)中，繼電保護能通過對電力系統(tǒng)及設備的實時監(jiān)控來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作中的異常，并能及時地發(fā)出危險信號，并作出相應的處理，在很大程度上暫時保障了電力系統(tǒng)的安全運行，減少了安全隱患帶來的重大損失。怎樣合理的應用繼電保護技術來減少電氣故障，是提高電力系統(tǒng)的運行效率和質量的關鍵技術。

1 繼電保護概述

1.1 繼電保護的工作原理

供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，會引起電流增加電壓降低、以及電流電壓間相位角的變化，因此出現(xiàn)故障時的參數(shù)與正常運行時的參數(shù)差別就可以構成不同原理和類型的繼電保護。一般情況下繼電保護是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成。測量部分從被保護對象讀取有關信號，與給定的整定值相比較，比較結果輸出至邏輯部分；邏輯部分根據(jù)測量部分各輸出量的大小性質、出現(xiàn)的順序或它們的組合，決定是否動作；如需動作，則發(fā)出信號給執(zhí)行部分；執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出警報信號或跳閘信號。

1.2 繼電保護的作用

當電力系統(tǒng)的被保護元件發(fā)生故障時，繼電保護裝置能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證無故障部分迅速恢復正常運行，使故障元件免于繼續(xù)遭受損害，減少停電范圍；當被保護元件出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，繼電保護應能及時反應，并根據(jù)運行維護條件，發(fā)出信號、減少負荷或跳閘動作指令。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作。同時繼電保護也是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，它可及時測量系統(tǒng)電流電壓反映系統(tǒng)設備運行狀態(tài)。

2 繼電保護在電力系統(tǒng)中的配置與應用

2.1 繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于：在供電系統(tǒng)運行正常時，安全地、完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應能及時準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

2.2 繼電保護裝置的應用

變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯(lián)保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。

3 繼電保護中常見的故障分析

3.1 電流互感飽和故障

電流互感器飽和對電力系統(tǒng)繼電保護的影響非常大。隨著配電系統(tǒng)設備終端負荷的不斷增容，若發(fā)生短路則短路電流很大。當系統(tǒng)靠近終端設備區(qū)發(fā)生短路時，電流可達到或接近電流互感器單次額定電流的百倍量級。在常態(tài)短路情形下，越大電流互感器誤差隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大，當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。線路短路時，由于電流互感器電流飽和，再次感應的二次電流小或接近于零，也會導致定時限過流保護裝置無法動作。當在配電系統(tǒng)的出口線過流保護拒動作導致配電所進口線保護動作了，則使整個配電系統(tǒng)斷電。

3.2 開關保護設備選擇不當故障

開關保護設備的正確選擇十分重要，現(xiàn)在多數(shù)配電都采用了在高負荷密集區(qū)建立開關站，即采用變電所—開關站—配電變壓器的供電輸電方式。通常來說，對開關站入口線路采用負荷開關實現(xiàn)日常分合負載電流不設保護，對直接帶配電變壓設備的出口線路選用負荷開關組合電器。因此在造成配電所出口故障時，開關站容易越級跳閘。此外影響繼電保護故障常見的的因素還有繼電器觸點松動、繼電器參數(shù)不當、電磁系統(tǒng)鉚裝件變形、玻璃絕緣子損傷、線圈故障問題等。

4 確保繼電保護安全運行的措施

4.1 做好繼電保護裝置檢驗

在繼電保護裝置檢驗過程中必須注意，將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行，這兩項工作完成后，嚴禁再拔插件、改定值、改定值區(qū)、改變二次回路接線等工作。電流回路升流和電壓回路升壓試驗，也必須在其它試驗項目完成后最后進行。

4.2 定值區(qū)問題

微機保護的一個優(yōu)點是可以有多個定值區(qū)，這極大方便了電網(wǎng)運行方式變化情況下的定值更改問題。但是還必須注意的是定值區(qū)的錯誤對繼電工作來說是一大忌，必須采用嚴格的管理和相應的技術手段來確保定值區(qū)的正確性。采取的措施是，在修改完定值后，必須打印定值單及定值區(qū)號，注意日期、變電站、修改人員及設備名稱，并重點在繼電保護工作記錄中注明定值編號，避免定值區(qū)出錯。

4.3 一般性檢查

不論何種保護，一般性檢查都是非常重要的。首先清點連接件是否緊固，焊接點是否虛焊機械特性等。其次是應該將裝置所有的捅件拔下來檢查一遍，將所有的芯片按緊，螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中，還必須將各元件保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。

4.4 接地問題

繼電保護工作中接地問題是非常突出的，大致分以下兩點：首先，保護屏的各裝置機箱屏障等的接地問題，必須接在屏內的銅排上，一般生產(chǎn)廠家已做得較好，只需認真檢查。最重要的是，保護屏內的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng)，應該用較大截面的銅鞭或導線可靠緊固在接地網(wǎng)上，并且用絕緣表測電阻是否符合規(guī)程要求。

總之，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展迫使繼電保護技術不斷提升。如何在電力系統(tǒng)中更好地應用繼電保護技術，減少電氣故障，是提高電力系統(tǒng)的運行效率和質量的關鍵技術。電力系統(tǒng)的正常運轉對我們國家的發(fā)展有著非常重要的作用，合理的應用繼電保護技術，保證電力系統(tǒng)的正常運轉，排除可能出現(xiàn)的故障，為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻。

[1]駱宏.淺談電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用與維護[J].中國新技術新產(chǎn)品，2012（18）.