淺談電力系統的繼電保護措施

王全亮

（鄭州電力職業技術學院，河南 鄭州 451450）

電力系統是電能生產、變換、輸送、分配和使用的各種電力設備按照一定的技術與經濟要求有機組成的一個聯合系統，考慮到電能的特點，電能的生產量應每時每刻與電能的消費量保持平衡，并滿足質量要求。根據電力系統的運行條件的變化，電力系統的運行狀態可分為正常狀態、不正常狀態和故障狀態。繼電保護的根本任務就是監測電力系統的運行狀態，報警不正常狀態，切除故障狀態，從而保證非故障部分正常運行，提高供電的可靠性，減小停電面積。

一、電力系統繼電保護的現狀及存在的問題

1.現狀目前繼電保護向計算機化、網絡化方向發展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出艱巨的任務，也開辟了開發的新天地。隨著改革開放的不斷深入，國民經濟的快速發展，電力系統繼電保護技術將為我國經濟的大發展做出貢獻。另外，隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。

2.存在的問題①電力的迅速發展與落后的保護現狀之間的矛盾:由于繼電保護裝置更新的速度慢,使原有條件下整定的保護定值偏差大,采用的保護原理、裝置落后，不能很好地滿足目前電力系統對保護的要求。考慮到我國的經濟條件，大范圍地更新保護裝置是不現實的。②越級跳閘現象突出：在實際工作中，往往有未核好保護的配合問題或在運行方式上只考慮了正常方式的保護配合問題，而未考慮特殊方式下的保護配合問題造成越級跳閘；或者只考慮了相鄰兩級相同元件的保護配合問題，而忽視了相鄰兩級在任何運行方式下的真正配合。③過電流后加速保護誤跳：對于一條線路（例如農村電網）接入配電變壓器較多，配電變壓器群勵磁涌流較大，在手動重合或保護重合時，過電流保護電流元件動作（無電壓閉鎖）造成后加速誤跳閘。④可靠性低存在拒動和誤動現象；長時間不維護、校驗或者維護水平低，校驗不準確，設備缺乏傳動校驗，是導致保護不可靠的主要原因。具體表現在：a過負荷問題：由于整定計劃提供負荷不準或對負荷檢測不準，尤其在特殊運行方式下，由過負荷引起保護誤動；b方式和保護不協調：方式安排未考慮保護是否滿足配合要求；c不用保護或需要說明的注意事項未交代清楚，運行人員誤投；d微機保護控制字取錯；e未進行二次回路的負載校驗；f保護軟硬壓板投錯或漏投。⑤靈敏度低：對于采用固定門檻的判據條件，定時限時間特征的電網，一般配置由電流、電壓元件構成的保護，該保護受電網運行方式的影響很大，往往在最小運行方式下校驗靈敏度時不能滿足要求。

二、電力系統繼電保護的任務、構成及基本要求

1.任務繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或異常時電氣量的變化來構成保護判據的繼電保護裝置的任務在于：在供電系統運行正常時，安全地、完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它能及時、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

2.構成電力系統繼電保護裝置由測量比較元件、邏輯判斷元件和執行元件構成。測量比較元件通過被保護的電力元件的物理參量，并與給定的值進行比較。根據比較的結果給出邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應該啟動；邏輯判斷元件根據測量比較元件輸出邏輯信號的性質、先后順序、特征時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘、發出信號或不動作，并將對應的指令傳給執行輸出部分；執行輸出元件根據邏輯判斷部分傳來的指令，發出跳開斷路器的跳閘脈沖及對應的動作信息，發出警報或不動作。

3.基本要求對繼電保護的要求是滿足"四性"。a選擇性：當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證他中其它非故障部分能繼續正常運行；b靈敏性：保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作；c速動性：指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有力條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定性；d可靠性：包括安全性和信賴性。不需要動作時可靠不動作，即不發生誤動作，要求繼電保護在規定范圍內發生了應該動作的故障時可靠動作，即不發生拒絕動作。

三、科學應用繼電保護的措施

1.繪制同一保護元件保護配合方塊圖、系統時間配合圖、靈敏度（保護范圍）配合圖和系統各級綜合分析保護配合圖。通過用圖解法分析，可以清晰描述系統各級保護配合問題，有效防止了非選擇性動作，避免了越級跳閘。

2.對于接入配電變壓器較多的線路，在接過電流后加速段保護時，應先測量勵磁電流，其后再決定是否接過電流后加速段，有效防止了重合時的后加速段誤動。

3.確保保護裝置的設計原理、整定計算、安全調試正確無誤，同時要求組成保護裝置的各種元件的質量可靠，運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

4.根據電網的變化，及時更新保護方式及定值的整定，確保保護的靈敏度。

5.提高繼電保護運行操作的準確性：①熟悉現場設備，弄懂保護原理及二次圖紙，嚴格執行"兩票"制；②掌握特殊情況下的保護操作，積極參與培訓學習；③加強巡視，及時處理缺陷，對能引起誤動的保護退其出口壓板。

6.定時地對繼電保護裝置巡視檢查和清掃,并做好各儀表的運行記錄。核查的內容主要有:①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。

7.加強技術改造工作:①及時對到期的保護裝置進行更換,采用先進科學的保護裝置,對存在缺陷的保護裝置及時調整,對同一保護裝置對象盡量采取不同原理和不同廠家的產品,取長補短；②技術改造中,對保護進行重新選型、配量時，首先考慮的是滿足可靠性、選擇性、靈敏性及快速性，其次考慮運行維護、調試方便，且便于統一管理。優選經運行考驗可靠的保護，個別新保護可少量試運行，在取得經驗后再推廣運用。

8.搞好保護動作分析:保護動作跳閘后,嚴禁隨即將掉牌信號復歸,而應檢查動作情況并判明原因,做好記錄。

總之，只有正確處理"四性"關系，確保繼電保護整定計算準確無誤，一次系統運行方式和保護質量相協調。定期修改繼電保護整定方案，定期對繼電保護裝置進行檢查和維護，才能充分發揮繼電保護在電力系統中的作用，提高供電可靠性。

[1]王瑞敏.《電力系統繼電保護》北京：科學技術出版社，1994.

[2]王維儉.《電力系統繼電保護基本原理》北京：清華大學出版社，1992.