浅析电力系统继电保护中的问题及其完善措施

摘 要：作为保障电力系统安全稳定运行的设备，继电保护装置在电力系统中起到非常突出的作用。在国内现行庞大电力系统运行过程中，继电保护装置缺陷频发，本文主要分析继电保护中的问题，然后提出了完善措施，希望能为电力系统的正常运行做出一定的贡献。

关键词：电力系统;继电保护;改善措施

一、引言

随着电力系统的飞速发展，电网容量日益增涨，结构更显复杂，提高电力系统的安全运行水平十分重要。继电保护是确保电力系统安全可靠运行的重要装置，保护装置动作的正确性将直接影响整个系统的安全稳定运行。 继电保护装置是关系到电网安全稳定运行的重要设备，是电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网安全稳定运行的第三道防线。

二、电力系统继电保护的任务、原理及要求

2.1 继电保护的基本任务。当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

2.2 继电保护的基本原理。继电保护装置必须具有甄别被保护元件正常运行状态还是故障状态、区内故障还是区外故障的功能。保护装置实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后输入电流、電压、相位等电气物理量变化的特征作为判别依据， 通过测量比较→逻辑判断→执行输出，实现不同原理的继电保护功能。

2.3继电保护的基本要求。对继电保护的基本要求、继电保护装置必须具备以下5项基本性能： ①安全性，在不该动作时，不发生误动作。②可靠性，在该动作时，不发生拒动作。③快速性，能以最短时限将故障或异常消除。④选择性，在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。 ⑤灵敏性，反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足以上 5 项基本性能外，还应注意其经济性。 即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。

三、电力系统继电保护常规缺陷原因分析

3.1 人为因素。在整个电力系统中，人员庞大繁杂，受新老员工交替、人员工作状态、人员技能经验差异影响，具体差异体现在继电保护设备操作、保护功能投退、事故缺陷处理、定期维护等工作中，工作人员可能因为操作、判断失误导致不安全事件的发生，导致继电保护装置的不可靠性提高。

3.2设备寿命和环境因素。随着科技发展，继电保护逐渐由传统继电器盘柜形式转变为体积更小、更加智能的微机型继电保护装置，新型的继电保护设备对运行环境中的温度、湿度、粉尘均有相关要求，对于安装于10-66kV开关柜中的继电保护装置，运行环境温度要求在-5℃-30℃，相对湿度不得大于95%，对于安装于保护室内的装置运行环境温度要求在5℃-30℃，相对湿度不得超过75%，装置的运行环境是导致装置缺陷频发的主要原因之一;此外继电保护装置连续运行一般不得超过12年，超过使用年限后需对装置进行更换，恶劣环境下的保护装置应降低设备的更换年限，继电保护类装置价格较高，到达使用年限后更换不及时，存在超期运行、带病运行的隐患。

3.3继电保护装置回路缺陷。在电力系统中，每三年都会对运行中的继电保护设备进行预防性检验维护，以判断电气回路、保护装置的可靠性，主要体现在二次回路中的常规缺陷如直流接地、电流回路开路接地、电压回路短路缺相、控制回路拒动、信号回路误动等因素，且随着设备运行年限的增加，二次电缆绝缘老化，导致二次回路中绝缘降低，是导致设备隐患的主要因素，此外由于二次线缆施工工艺不规范，会导致改造、检修等过程中误碰率的增加。

3.4 通讯缺陷。随着继电保护自动化程度的提高，装置通讯互通联系紧密，高压设备逐渐实现无人值守，涉及区域电网的保护通过多台装置共同实现，各保护装置之间通过光纤、485通讯、网线等方式进行数据交互，设备之间的通讯保障尤为重要。

四、提高继电保护可靠性的改善措施

4.1 确保电力系统继电保护正常运行的措施。

4.1.1为保证电力系统正常运行，保证整个工作的顺利进行，需要进一步完善制度建设，加强人员基础管理工作，坚持两票三制，逐步提高员工安全意识和专业技能水平，尽可能规避人为因素造成的设备缺陷发生。

4.1.2通过加装温湿度调节设施改善设备运行环境，定期清理装置积灰，利用一次设备停运或者检修时间，定期除尘、更换老化的电源插件，到达设备规定使用寿命后及时进行更换，严禁超期运行。

4.1.3定期进行预防性检查，对装置性能、回路绝缘、回路电阻进行测量，同时应完善日常维护制度，对不影响设备运行的一般性缺陷及时消除，严禁设备带病运行，设备柜内防火封堵、接线端子进行定期检查，消除设备安全隐患。

4.2 常见的继电保护故障的处理方法。

4.2.1 替换法。在无法精准判别故障点的情况下采用备用板件更换故障板件，进而对故障进行区域判定，有利于快速缩小故障查找范围。

4.2.2 参照法。即用稳定设备的参数来对照故障设备的参数，继而发现故障所在，接线失误或者定值校验中预想值和测试值出入较大的情况下，此方法被广泛应用。经过更换、修理故障元件之后，二次接线后，仍然存在故障，此时需要对照同类装置的接线进行修理，针对性能的检测，可以通过更换继电器刻度，或用同样表和回路相同的继电器进行参照。

4.2.3 电位法。此方法在电气设备检修过程中普遍被采用，通过测量电气回路中不同位置的电位状态，从而迅速判断故障的范围，快速定位故障区域。

五、结语

继电保护发展至今，经历了四个发展阶段： 传统的继电器式继电保护→半导体晶体管式继电保护→集成电路继电保护→微机保护。

通过继电保护的发展过程可以看出，继电保护随着时代的变迁、科技的进步一同在发展。 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 是计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。总之，继电保护必将随着各种技术的进步和发展呈现更新的特征，也将获得更广泛的应用。

参考文献

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[3] 李本胜. 继电保护装置故障诊断与维修[M]. 北京：化学工业出版社，2011.5（04）：12-13.

作者简介：张重阳（1990-09-06），男，汉族，籍贯：河北省保定市蠡县，职务电气专工，学历：本科，河北长润环保科技有限公司，研究方向：电气系统自动化。