继电保护可靠性的研究

周铭骏，张铜庆，王伟超

成都电业局继电保护所，四川成都 610066

0 引言

目前我国的经济在不断的向前发展，与之同时，各种各样的电力设备也在不断的增加，如果减少电路短路现象的出现和保证电力设备的正常工作已经成为一项重要的课题，与之发展起来的就是继电保护技术。在我国还有很多地区的继电保护不能够很好的运行，对人民的日常生活产生了很大的影响。为了保障人民的日常生活用电，对继电保护可靠性的研究显得具有重大的意义。

1 继电保护装置的概述

1.1 继电保护装置的原理和作用

继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分、逻辑部分、执行部分。

图1 继电保护装置原理框图

1）取样单元-一般由电流传感器和电压传感器来组成，继电保护装置中的保护单元的物理量被转换成为一种信号来进行下一级的传输；

2）比较鉴别单元-包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理；

3）处理单元-由时间继电器、中间继电器等构成；

4）控制及操作电源-继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；交流电压一般为220V，功率1KVA以上。

5）执行单元-故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。

1.2 对继电保护装置的要求

1）选择性：只将故障部分切除，保证无故障部分继续运行；

2）速动性：必须快速切除故障，以减轻故障的危害程度；

3）灵敏性：对故障或不正常运行状态的反映能力；用灵敏系数Kr来反映，保护范围内均应反应敏锐并保证可靠动作；

4）可靠性：不拒动、不误动。具体：有所偏重 如：线路保护偏重选择性、井下偏重速动性。

1.3 常用的继电保护装置

1）电磁式电流继电器

电磁式电流继电器的作用：电流继电器在电流保护装置中作为测量和启动元件，当电流超过某一整定值时继电器动作。

电磁式电流继电器的特点：动作较快，动作时间：0.01s～0.05s；接点容量较小，不能直接作用于断路器跳闸，必须通过其它继电器转换。

电磁式电流继电器的整定方法：一种是平滑调节，即通过调节转杆来实现。另一种是级进调节，通过调整线圈的匝数来实现

2）电磁式中间继电器

电磁式中间继电器的特点： 触点多、容量大，可直接接通断开断路器跳闸回，且线圈允许长时间通电运行。

电磁式中间继电器的种类：电压式、电流式；瞬动、延时动作。瞬动时间：0.05s～0.06s

3）电磁式时间继电器

电磁式时间继电器的特点：延时动作；

电磁式时间继电器的原理：钟表机构；

电磁式时间继电器的作用：用来建立一定的必要时间，使保护装置获得一定延时。

4）信号继电器

信号继电器的作用：用作动作指示，以便判别故障

5）晶体管继电器

（1）优缺点：质量轻，体积小，耗电少，寿命长，工作可靠。

（2）电路组成：电压形成回路、启动回路、时限回路、出口信号回路以及工作电源。

（3）微机保护装置

晶体管继电器的特点：性能优越、可靠性高、灵活性强、调试维护工作量小、经济性好、功能多样化。

2 提高继电保护装置运行的可靠性

提高对继电保护装置的可靠性能够在很大的程度上减少相关事故的发生，能够有效的加强日常的管理和对继电保护装置的验收等等，具体的可以从提高继电保护运行的微机化和网络化水平和加强技术改造工作两个方面来加强继电保护装置运行的可靠性。

2.1 提高继电保护运行的微机化和网络化水平

随着现代科技水平的不断提高，对一些硬件的保护措施和技术方法也有了很大的提高，目前已经有了成套的微控机来做继电保护，这样一来，继电保护装置的可靠性就有了很大的提高，同时在电力系统中也加大了对计算机网络的引入，计算机网络的引入在很大的程度上提高了通信的手段，也彻底的改变了继电保护装置的运行方式和通信的方式。

2.2 加强技术改造工作

技术改造中，对保护进行重新选型、配置时，首先考虑的是满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性，其次考虑运行维护、调试方便，且便于统一管理。优选经运行考验且可靠的保护，个别保护可少量试运行，在取得经验后再推广运用。

3 结论

为了保证供电系统安全可靠运行，就必须用继电保护装置来反映电力系统中电气设备或线路发生的故障或不正常运行状态；这就要求我们要掌握一些继电保护装置的基本知识。本文正是从这个角度出来分析问题的，希望本文能为同行提供参考性的意见。

[1]中国华电集团公司电气及热控技术研究中心.电气部分：电力主设备继电保护的理论实践及运行案例[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[2]李佑光，林东.电力系统继电保护原理及新技术[M].北京：科学出版社，2009.