試論電力系統內的繼電保護

摘 要：繼電保護是一種應對電力故障的有效手段，它能有效減輕電力故障的危害，尤其對關乎國計民生的電力系統意義重大。本文將針對繼電保護的問題展開一些探討。

關鍵詞：繼電保護 裝置 發展

繼電保護主要是隨著經濟及電力系統的發展而發展，到現在已經發展成為一個大的系統化知識體系。繼電保護裝置也由單一的原件發展成為需要人力、物力、科技等各方面輔助支持的現代化機器體系。鑒于繼電保護的廣泛應有及對電力系統的重要意義，我們必須加強并深化對繼電保護有關問題的研究，將理論與實踐相結合，發展出適合國情需要的、先進的繼電保護裝置。

一、繼電保護概述

（一）繼電保護的概念及作用

繼電保護是研究電力系統的故障及有可能導致故障發生的、電力運行中的異常情況，并根據所探測出的故障及異常情況，自動實施反事故措施。因為在繼電保護發展的初期中主要是用有觸點的繼電保護裝置來保護電力系統及其元件（變壓器、發電機、輸電線路等），使之免遭系統故障的危害，所以沿稱為繼電保護。 繼電保護的作用主要是以下幾點：

1、無間斷的監視電力系統的正常運行，當被繼電保護保護的電力系統及其元件發生故障時，該電力系統及元件的繼電保護裝置迅速準確地給能夠脫離故障元件最快的斷路器發出跳閘脫離的命令，使發生故障的元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統及其它元件本身的損害，也最大限度的降低對電力系統安全供電的影響。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時，繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響。

2、反應電力系統及電氣元件的異常運行狀態，并根據運行維護的條件(如有無經常值班人員)而及時發出信號，以便值班員適時的處理，或如果無值班員，則由繼電保護裝置自動進行調整，或將那些繼續運行就會引起損壞或發展成為事故的電氣設備予以切斷。

3、繼電保護裝置還可以與電力系統中的其他自動化裝置配合，向著保護、控制、測量和數據通信一體化發展，實現電力系統的自動化和遠程操作，以及工業生產的自動控制。

（二）繼電保護的要求

用于繼電保護的繼電保護裝置必須有及時、有效處理電力事故的能力，具體來說，其必須同時符合以下幾項要求：

1、選擇性

選擇性要求繼電保護在發生電力故障或異常情況，需要繼電保護裝置反應時，首先應該由發生故障或異常的線路、原件的繼電保護進行反應。當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。上下級及同級電網的繼電保護之間的整合，應該遵循逐級配合的原則，以保證有選擇性的切除電網故障。

2、速動性

速動性要求要求繼電保護在電力系統發生故障時，要及時的切除故障，切斷故障電路，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，最高限度的降低設備的損耗，提高系統并列運行的穩定性。

一般必須快速切除的故障有：

(1) 使發電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。

(2) 大容量的發電機、變壓器和電動機內部故障。

(3) 中、低壓線路導線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。

故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為0.04s～0.08s，最快的可達0.01s～0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06s～0.15s，最快的可達0.02s～0.06s。

3、靈敏性

靈敏性要求繼電保護裝置在發生電力故障及異常運行情況時，能夠靈敏的反應保護電力系統的正常運行。繼電保護裝置的靈敏性由靈敏系數來進行衡量，國家相關規定對繼電保護裝置的靈敏系數予以了明確的規定。

（三）繼電保護的基本原理

機電保護裝置現在發展出了很多型號及功能不同的產品，但是其基本的原理都大同小異。一套機電保護裝置最少由測量元件、邏輯環節和執行輸出三部分組成。

測量元件主要是負責測量被保護的系統及元件的運行參數，并與給定的參數進行比較，以確定正常與不正常，從而判定機電保護裝置是否應該啟動。

邏輯環節中繼電保護裝置按一定的邏輯關系判斷故障的類型和范圍，最后確定是應該使斷路器跳閘、發出信號或是不動作及是否延時等，并將對應的指令傳給執行輸出部分。

二、繼電保護的未來發展

繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的，電力系統的現代化快速發展又對繼電保護提出了更新、更高的要求。繼電保護技術未來的發展趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

把微機的繼電保護作為一個未來需要大力發展的領域，研究出高效、經濟的微機繼電保護裝置。為了將繼電保護的效能發揮到極致，還應該注重繼電保護的網絡化，促使數據共享，提高繼電保護的可靠性。機電保護裝置的功能不應該僅僅局限于保護，而應該向綜合的功能發展，保護、控制、測量和數據通信等功能只需要一臺裝置足以。

結語：

建國以來，我國電力系統繼電保護技術在短短的幾十年內經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步高速發展的趨勢。面對國內外繼電保護技術發展的趨勢，我們要在這片廣闊的技術世界里，創造出屬于我們的天地。

參考文獻

[1] 韓澎，趙洪梅.電力變壓器的繼電保護[J].科技信息，2008