電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)配置及其應(yīng)用分析

陸林

摘? 要：隨著工業(yè)發(fā)展中電力需求的增加，電力得到了快速的發(fā)展。繼電保護(hù)是電網(wǎng)當(dāng)中重要的保護(hù)裝置，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行來說具有重要的意義。電子信息技術(shù)的發(fā)展為繼電保護(hù)提供了新的技術(shù)保障，很多的電力故障都得到了有效的控制，這使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量都得到了提升。

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

中圖分類號(hào)：TM77? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)配置要求

1.1 可靠性

繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性需要合理地配置裝置和優(yōu)良的技術(shù)性能，除此之外，還需要定時(shí)維護(hù)和保障。在日常運(yùn)行當(dāng)中還要加強(qiáng)在安裝調(diào)試和整定計(jì)算過程中的檢查，降低錯(cuò)誤的發(fā)生概率。除此之外，還需要確保繼電保護(hù)裝置自身質(zhì)量和運(yùn)行的條件。這樣才能確保在運(yùn)行過程中面對(duì)不同的狀況都能夠起到相應(yīng)的保護(hù)作用。

1.2 靈敏性

在電力線路運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)金屬短路的情況，為了更好地辨別這類短路的情況，從而有效地解決這些情況，就需要繼電保護(hù)裝置具有較高的靈敏性。通常情況下，繼電保護(hù)裝置的靈敏度是由設(shè)備的靈敏系數(shù)來決定的，較高靈敏系數(shù)的設(shè)備才能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電力系統(tǒng)當(dāng)中的短路類型和短路區(qū)域進(jìn)行合理的判斷。

1.3 速動(dòng)性

速動(dòng)性指的是繼電保護(hù)裝置能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候快速將故障部位切除，避免對(duì)整個(gè)線路造成不良影響。因此，需要確保繼電保護(hù)裝置的速動(dòng)性，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候需要在0.02 s～0.05 s就能夠完成切除，這樣才能確保在發(fā)生故障的時(shí)候不會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成太大的影響。

1.4 選擇性

在識(shí)別出電力系統(tǒng)的故障并進(jìn)行切除的時(shí)候需要能夠明確故障部分。繼電保護(hù)裝置會(huì)先斷開靠近故障發(fā)生區(qū)域的短路器，這樣才能確保故障區(qū)域之外的部分運(yùn)行正常。與此同時(shí)，為了使相鄰線路與設(shè)備之間能夠有效配合，還需要使繼電保護(hù)裝置的速動(dòng)性和靈敏性相互配合，完成對(duì)故障的處理。

2 電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)配置方案

2.1 常規(guī)保護(hù)配置方案

這種繼電保護(hù)配置方案是通過互感器來實(shí)現(xiàn)配置裝配。這種配置方案主要包括變壓器保護(hù)裝置和母線保護(hù)裝置，采用光纖的數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的交流插件，確保了配置方案的靈敏性和速動(dòng)性。隨著繼電保護(hù)裝置的智能化發(fā)展，配置方案當(dāng)中的保護(hù)對(duì)象成為了單個(gè)的間接單元，這樣的優(yōu)勢(shì)在于可以在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)從常規(guī)微機(jī)繼電保護(hù)成為智能保護(hù)，但是這種方式由于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型比較復(fù)雜，因此設(shè)備的數(shù)量也需要隨之增加，這就使得很多變電站的特性無法得到發(fā)揮。如圖1所示為智能變電站當(dāng)中的常規(guī)保護(hù)配置方案圖。

在常規(guī)保護(hù)配置方案當(dāng)中，變壓器與合并單元相互對(duì)應(yīng)，因此繼電保護(hù)裝置能夠?qū)⒆儔浩鳟?dāng)中的差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)以及測(cè)量裝置當(dāng)中需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，然后就可以將這些信息傳輸?shù)蕉卧O(shè)備當(dāng)中。在這個(gè)過程當(dāng)中，智能電壓切換元件可以實(shí)現(xiàn)母線電壓之間的智能切換，從而使得所有的保護(hù)測(cè)控信息都能夠被截圖到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。為了進(jìn)一步確保信息的準(zhǔn)確性，還需要構(gòu)建站控層的網(wǎng)絡(luò)，但是這會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)技術(shù)智能化的程度不高。

2.2 系統(tǒng)保護(hù)配置方案

隨著繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)得到了應(yīng)用，這使得變電站內(nèi)的元件可以隨時(shí)進(jìn)行信息共享，而為了全面接受繼電保護(hù)裝置的信息產(chǎn)生了全系統(tǒng)保護(hù)配置方案。在這種方案中，每一個(gè)設(shè)備的繼電保護(hù)都需要保護(hù)屏和測(cè)控屏共同完成，變電器和線路通常也會(huì)有2套不同的保護(hù)系統(tǒng)，這二者既可以獨(dú)立發(fā)揮作用又可以實(shí)現(xiàn)信息的共享。這使得信息得到了充分的保障，已經(jīng)成為了繼電保護(hù)裝置的發(fā)展趨勢(shì)。在智能變電站當(dāng)中的方案圖如圖2所示。

該配置方案主要包括信息集成和功能集成這2個(gè)部分。信息集成主要包含各個(gè)間隔單元的數(shù)據(jù)，通過相鄰元件之間的信息可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的目的。功能集成則可以實(shí)現(xiàn)元件之間的相互關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)控等。系統(tǒng)保護(hù)配置方案最大的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和配置的統(tǒng)一化，在運(yùn)行的過程中可以不受限于間隔單元，這可以實(shí)現(xiàn)設(shè)施構(gòu)建的簡(jiǎn)化、降低變電站的建設(shè)成本和人員的投入。與此同時(shí)，這種配置方案使得變電站的二次系統(tǒng)連接方式更加簡(jiǎn)潔。

2.3 2種配置方案的對(duì)比

總的來說，以上2種繼電保護(hù)配置方案各有各的優(yōu)點(diǎn)和不足，它們的對(duì)比情況見表1。

總的來說，常規(guī)保護(hù)配置方案目前在我國(guó)應(yīng)用最廣泛，它繼承了原保護(hù)的邏輯和種類，可以對(duì)單個(gè)元件進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)，由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，人們對(duì)該方案的了解度較高，因此可以作為數(shù)字化繼電保護(hù)的過渡性方案。但是同時(shí)也存在設(shè)備數(shù)量多、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜的情況，因此智能化的水平不高。而系統(tǒng)保護(hù)配置方案是繼電保護(hù)技術(shù)結(jié)合信息化技術(shù)的產(chǎn)物，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)元件的保護(hù)，在設(shè)備之間進(jìn)行信息的共享。與此同時(shí)，這種配置方案的設(shè)備數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但是也存在對(duì)造價(jià)較高、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少等不足。

3 電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

目前電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)內(nèi)部的變電站當(dāng)中，與此同時(shí)，在供電系統(tǒng)的電容器和電力線路保護(hù)當(dāng)中也發(fā)揮了重要的作用。具體來說，目前我國(guó)電力系統(tǒng)當(dāng)中的繼電保護(hù)技術(shù)主要被應(yīng)用于3個(gè)方面。1）用于線路保護(hù)當(dāng)中。一段式指的是通過電流的速斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù);而二段式則是能夠在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成速斷從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù);三段式則是對(duì)過電流的保護(hù)。線路保護(hù)通常是采用二段式或者三段式來進(jìn)行保護(hù)。2）應(yīng)用于主變保護(hù)當(dāng)中。這種保護(hù)主要可以分為主保護(hù)和后備保護(hù)這2種類型。主保護(hù)主要是對(duì)變電器的差動(dòng)保護(hù)和對(duì)重瓦斯情況的保護(hù);后備保護(hù)主要是對(duì)負(fù)荷電壓的過流進(jìn)行保護(hù)。3）應(yīng)用于母聯(lián)保護(hù)當(dāng)中。當(dāng)使用母聯(lián)保護(hù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的時(shí)候需要與線路保護(hù)相結(jié)合，從而確保變壓器能夠穩(wěn)定運(yùn)行。第四則是應(yīng)用于電容器的保護(hù)工作當(dāng)中。這種保護(hù)方式通常會(huì)在電路系統(tǒng)發(fā)生失壓、過壓、過流、零序電壓等情況的時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

4 結(jié)語

總的來說，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技水平的提升，電力系統(tǒng)只有更加穩(wěn)定和高效的運(yùn)行才能滿足實(shí)際的工作需要。因此為了更好地適應(yīng)這一趨勢(shì)就要對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，確保電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

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