浅析电力工程系统的继电保护技术

谢丹+柳晓+闫建朋

摘 要 近年来，我国电力事业发展迅速，对我国经济的发展和人民生活水平的提高，发挥着十分重要的作用。电力系统是一个规模庞大的动态系统，电力系统的安全运行对国民经济的发展有着重要的影响。特别是超高压电网和大容量机组的出现，对继电保护和自动装置提出了更高的要求，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。

关键词 继电保护 基本要求 现状

中图分类号：TM77 文献标识码：A

1继电保护发展的现状

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，熔断器作为最早、最简单的保护装置已经开始使用。但随着电力系统的发展，电网结构日趋复杂，熔断器早已不能满足选择性和快速性的要求；建国后，我国断电保护学科和继电保护技术队伍从无到有，20世纪80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和应用的时代。1984年，原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，因此，自进入90年代以来，不同原理、不同种类的继电保护装置相继出现，经过多年研究，微机保护的性能比较完善，成为电力系统保护、监控、通信、调度自动化系统的重要组成部分。

2电力系统中继电保护的配置与应用

2.1继电保护装置的作用和任务

在供电系统发生故障时，必须有相应的保护装置尽快地将故障切除，以防故障扩大，当发生对用电设备有危害性的不正常工作状态时，应及时发出信号告知值人员，消除不正常的工作状态，以保证电气设备正常、可靠地运行。继电保护装置就是指反映供电系统中电气设备或元件发生故障或不正常运行状态后，不同电气参数的变化情况，并动作于跳闸或发出信号的一种自动装置。基本任务如下：当发生故障时能自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免遭破坏，保证其他无故障部分能继续正常运行；当出现不正常工作状态时，继电保护装置动作发出信号，以便告知运行人员及时处理，保证安全供电；继电保护装置还可以和供电系统的自动装置，如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等配合，大大缩短停电时间，从而提高供电系统运行的可靠性。

2.2继电保护装置的基本原理和基本要求

供电系统发生短路故障之后，总是伴随有电流的骤增、电压的迅速降低、线路测量阻抗减小以及电流、电压之间相位角的变化等。因此，利用这些基本参数的变化，可以构成不同原理的继电保护，如反映于电流增大而动作的电流速断、过电流保护，反应电压降低而动作的低电压保护等。

为了使继电保护装置能及时、正确地完成它所担负的任务，对反应短路故障的保护装置有以下四个基本要求：选择性、快速性、灵敏性和可靠性。第一，选择性。当供电系统中的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器，使故障影响限制在最小范围内。第二，快速性。指的是可以减小故障元件的损坏程度，加快非故障部分电压的恢复，更重要的是可以提高发电机并列运行的稳定性。第三，灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。灵敏系数应根據对保护装置动作最不利的条件进行计算。第四，可靠性。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路性质如何，保护装置均不应产生拒绝动作；在保护区外发生故障时，又不应产生错误动作。保护装置如不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。

2.3继电保护装置故障与维护

造成微机保护装置故障一般有以下原因：电源问题，比如电源输出功率的不足造成输出电压下降，若电压下降过大，会导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列问题，从而影响到微机保护的逻辑配合，甚至逻辑功能判断失误。如果微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象，应考虑电源的输出功率是否元件老化而下降。微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，可使两焊点之间形成导电通道，从而引起继电保护故障的发生。

针对以上事故，继电保护工作人员应该加强对继电保护运行的维护工作，可以从以下几个方面着手：第一，值班人员做好各仪表的运行记录，定时对继电保护装置巡视和检查；当继电保护动作开关跳闸后，检查保护动作情况并查明事故原因，同时记入值班记录及继电保护动作记录中。第二，建立岗位责任制，做到人人有岗，一般允许接通或断开压板，严格遵守电业安全工作规定，在清扫工作时，注意与带电设备保护安全距离。第三，定期对继电保护装置检修及设备查评：检查二次设备各元件标志、名称是否齐全，各类继电器外壳是否破损，感应型继电器的圆盘转动是否正常，各类信号指示是否正常。各种按钮、动作是否灵活无卡涉；接点接触有无足够压力和烧伤；断路器的操作机构是否正常，有无异常声响、发热冒烟或烧焦等异常气味。

3电力系统继电保护发展趋势

3.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。

3.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。

3.3智能化

随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。

4保证继电保护安全运行的措施

4.1做好常规巡视检查

不论何种保护，常规巡视检查都是非常重要的，清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等，将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

4.2做好继电保护装置检验

认真完成各类检验项目，在完成整组试验和电流回路升流试验，严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。

4.3接地问题

继电保护工作中接地问题是非常突出的，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

5结语

综上所述，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化，只有了解和掌握继电保护技术，才能更好地处理遇到的问题，保证电力系统安全运行。