電力系統(tǒng)繼電保護運行要求及新技術(shù)的應(yīng)用研究

葉夏杰 方蕾 柳佳彬 胡賢浩

【摘 ?要】本文對繼電保護系統(tǒng)的主要組成部分及動作原理進行概述，總結(jié)了繼電保護裝置的基本性能要求及運行要求，探討了各種新技術(shù)在繼電保護裝置的應(yīng)用，并對其原理及使用特點進行分析，為提高繼電保護系統(tǒng)的各項性能，提高電力系統(tǒng)運行的安全性提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護裝置;運行要求;新技術(shù);應(yīng)用

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活及工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)離不開電力的穩(wěn)定供應(yīng)，電網(wǎng)規(guī)模及用電負荷不斷擴大，電力系統(tǒng)運行的安全性及穩(wěn)定性直接關(guān)系到供電質(zhì)量，電力系統(tǒng)含有各種變配電設(shè)備，線路復(fù)雜，工況條件惡劣，不可避免的會出現(xiàn)設(shè)備或線路故障，電力系統(tǒng)故障的出現(xiàn)有可能會引起線路或設(shè)備短接、跳閘或直接損壞電氣設(shè)備，因此，需要繼電保護裝置在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候及時切除故障，降低故障對電力系統(tǒng)或工作人員的危害，保證電力的穩(wěn)定供應(yīng)，降低電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。

1.繼電保護系統(tǒng)組成及基本原理

繼電保護裝置包括測量比較、邏輯及執(zhí)行等部分，測量比較部分的主要作用是對被保護的電氣元件的物理參量進行測量，將測量值與給定的值進行比較，發(fā)出邏輯信號（類似“是”或“非”），便于判斷是否啟動保護裝置;邏輯環(huán)節(jié)的主要作用是故障類型及范圍的邏輯判斷，將是否跳閘、是否動作及是否延時等指令傳給執(zhí)行部分;執(zhí)行部分根據(jù)指令完成跳閘、發(fā)出不正常信號及不動作等操作。發(fā)生故障前后，電力系統(tǒng)電氣物理量特征會發(fā)生變化，不同被保護對象及電力系統(tǒng)的周圍條件的故障量不同。目前應(yīng)用比較廣泛是工頻電氣量變化，主要包括：發(fā)生故障后電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變及測量阻抗變化等方面。

2.繼電保護運行要求

2.1基本要求

繼電保護裝置的作用是出現(xiàn)故障或異常時執(zhí)行保證動作，技術(shù)上應(yīng)滿足以下幾項基本要求。

⑴選擇性

繼電保護裝置的選擇性指的是，繼電保護裝置執(zhí)行切除或上報異常信號必須是保護范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)生故障或出現(xiàn)異常運行的電氣元件，如果故障設(shè)備或線路的開關(guān)設(shè)備或者斷路器拒動時，啟用臨近的保護裝置。

⑵速動性

繼電保護裝置應(yīng)盡快地切除設(shè)備故障，減少故障設(shè)備在非額定工況的運行時間，降低設(shè)備的損壞程度及故障危害?？焖偾谐墓收嫌校喊l(fā)電廠母線電壓低于0.7倍額定電壓時;大容量的變壓器或發(fā)電機故障。中、低壓線路導(dǎo)線截面過小情況;強烈干擾通信系統(tǒng)的故障;可能危及人身安全的故障;故障切除時間包括保護裝置（0.01s～0.08s）和斷路器動作時間（0.02s～0.15s）。

⑶靈敏性

靈敏性代表繼電保護裝置的反應(yīng)能力。適應(yīng)各種工況條件保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，不論故障點的位置、類型及是否有過渡電阻，都能正確執(zhí)行保護動作。

⑷可靠性

可靠性代表繼電保護裝置的安全性和信賴性。電力系統(tǒng)沒有發(fā)生故障時不能誤動，發(fā)生故障時不能拒動。

2.2 繼電保護安全運行要求

⑴一般性檢查

一般性檢查主要包括現(xiàn)場連接件緊固情況檢查，焊接點有無開裂等機械特性檢查，逐一檢查保護屏后的端子排端子螺絲有無松動;逐一拔下繼電保護裝置所有插件進行檢查，檢查后安裝牢靠。

⑵工作記錄和檢查

認真、詳細及真實的編寫工作記錄，有利于為后續(xù)工作提供必要的參考資料。對于繼電保護工作的具體細節(jié)和處理方法進行認真記錄，有利于及時發(fā)現(xiàn)保護系統(tǒng)故障，并有根據(jù)的采取處理措施。

⑶接地問題

繼電保護裝置保護屏應(yīng)保持良好的接地處理，定期檢查保護屏內(nèi)的銅排有無可靠的接地，確保銅排與地網(wǎng)連接的緊固性，利用絕緣表對其電阻進行測量，判斷接地處理是否符合規(guī)程要求。另外，電流、電壓回路的接地也需要經(jīng)常檢查。

⑷注意事項

在其它試驗項目完成后，進行繼電保護裝置整組試驗（檢驗整套保護裝置后性能正確性）及電流回路升流試驗（檢驗電流回路的正確性）。需要注意的是，繼電保護裝置定期檢驗完成后，相關(guān)設(shè)備進入熱備狀態(tài)或是投入運行時，由于會出現(xiàn)暫時沒有負荷的情況，不能立即測試負荷向量，或打印負荷采樣值。

3.新技術(shù)的應(yīng)用

3.1自動化技術(shù)

隨著計算機技術(shù)及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合自動化技術(shù)在繼電保護系統(tǒng)中不斷的融合，逐漸出現(xiàn)了以計算機為核心設(shè)備，借助通信技術(shù)的繼電保護系統(tǒng)，在電氣設(shè)備信息采集、信息集成、信息整合、資源共享、故障判斷及電力系統(tǒng)保護方面邁出了全新的一步。

3.2.自適應(yīng)控制技術(shù)

自適應(yīng)控制能通過不斷提取有關(guān)數(shù)學(xué)模型的信息完善控制效果。使用語言方便，不需要精確的數(shù)學(xué)模型;魯棒性強;容錯能力強;人機界面聯(lián)系簡單。自適應(yīng)控制技術(shù)融入在繼電保護系統(tǒng)中，通過不斷的適應(yīng)學(xué)習(xí)，提高對復(fù)雜電路的故障部位及故障類型判斷的速度及準確性，提升繼電保護裝置的運行性能及保護效果。目前在發(fā)電機、變壓器等關(guān)鍵設(shè)備上發(fā)揮著重要的作用。

3.3網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

電力系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同保護，需要借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上傳及數(shù)據(jù)共享。借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可實現(xiàn)保護裝置的有效串聯(lián)，利用主站實行協(xié)調(diào)管理，實現(xiàn)微機保護裝置的聯(lián)網(wǎng)控制。提升繼電保護裝置的性能及合理利用率，合理利用資源，對故障性質(zhì)、位置和故障參數(shù)進行準確、快速判斷和檢測，提高保護的可靠性。

3.4人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于人腦的運行機制，建立某種模型，組成不同連接方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成相應(yīng)的專家系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)，聯(lián)想存儲及高速尋找優(yōu)化解等功能。有利于提升繼電保護裝置的選擇性、動作靈敏度、運行的可靠性及反應(yīng)速度。

4.結(jié)論

繼電保護裝置通過檢測故障量的變化，判斷電力系統(tǒng)被保護設(shè)備或元件的工作狀態(tài)，發(fā)生斷路器跳閘信號，切除故障部分，有效的保證電力系統(tǒng)的安全。電力企業(yè)應(yīng)按繼電保護裝置運行要求做好運行維護工作，同時借助先進技術(shù)不斷的提升繼電保護裝置的各方面性能，更好為電力系統(tǒng)服務(wù)。

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（作者單位：國網(wǎng)浙江象山縣供電有限公司）