繼電保護裝置運行的特點和原理以及問題分析

梁宇鵬

【摘要】繼電保護裝置作為電力系統的重要組成部分，其對電力系統的穩定有效運行起著十分重要的作用，而隨著電力系統的發展，對繼電保護裝置的要求越來越高。文章通過描述電力系統繼電保護裝置的發展近況，在分析其特點以及工作原理的基礎上，提出了相關的問題，旨在促進電力系統的安全穩定運行。

【關鍵詞】電力系統;繼電保護裝置;原理;特點

1.引言

隨著我國經濟實力的增長和生活水平的提高，人們對電力供應的要求越來越高，對電力系統的安全運行提出了更高的要求。為了保障電力系統的穩定安全運行和提高電力系統的經濟效益，繼電保護裝置被提上了日程。就目前來看，繼電保護已邁向網絡化發展，其對電力系統的控制、測量和保護都提出了更高的要求。所以，通過對繼電保護裝置的特點、原理以及可能存在的問題進行分析，找出有效對應的解決措施，使其更有效地推動電力系統的安全穩定運行。

2.繼電保護裝置運行的特點

2.1 能夠快速有效地處理電力系統內的故障

繼電保護裝置在正常運行時，一旦電力系統工作出現異常，產生故障，其都會及時、有效地傳遞故障信號，并準確將動作反映出來，將故障限制在可控范圍內，并立即切斷故障。

機電保護裝置在電力系統正常工作時并不起多大的作用，可是一旦電力系統內部發生故障，繼電保護裝置就會起保護作用，將系統故障給限制住，防止因電力故障導致的不必要損失。

2.2 自身故障

繼電保護裝置在電力系統的正常運行時其自身也可能會發生一些故障，這些故障可分為兩類：誤動故障和拒動故障。

誤動故障是指：電力系統正常運行時，繼電保護裝置發出的信號與動作發生錯誤，造成電力系統檢測信號紊亂，影響系統的安全穩定運行。拒動故障是指：當電力系統在運行過程中出現異常情況時，繼電保護裝置因自身故障拒絕產生動作，使得其在保護電力系統運行中并沒有起到保護作用，進而可能導致更嚴重的電力故障發生。此類故障主要出現在傳統繼電保護裝置中，隨著科技發展，繼電保護裝置的配置和安全作用的效果會得到顯著提高，將會大大降低此類故障的發生率。并且，隨著科技發展的繼電保護裝置，不僅能夠保護系統正常運行，而且能偶對系統設備的參數進行實時監測，進行遠程控制，對電力系統的安全有效穩定運行提供了更加有力的保障。

2.3 能夠提高裝置性能

繼電保護裝置能夠有效地提高裝置的性能，快速、準確地反映故障并將其去除，保證系統的安全運行。以計算機技術為基礎，建立在自動化系統的繼電保護裝置能夠完成復雜的工作，且能夠及時檢測到故障，并立刻傳遞給工作人員，解決掉故障。

此外，繼電保護裝置的抗干擾性能力較差，所以要加強對繼電保護裝置的管理。

3.繼電保護裝置運行的原理

3.1 繼電保護裝置的原理概述

繼電保護裝置的原理是利用電力系統在工作時，元件發生異常情況的功率、頻率、電流、瓦斯量等電氣量的變化，以及變壓器油箱內故障時油流速度增大、產生大量瓦斯的、油壓強度的增高等其他的物理量。在大多數的情況下，不管論采用哪種原理，繼電保護裝置都應該包括以下幾個方面：邏輯部分、定值調整部分、測量部分以及執行部分。微機繼電保護的結構原理圖如圖1所示。

測量部分：測量主要是對被保護對象輸入的相關電氣量進行測量，頻率、電壓等。測量結束后，還要將測得的數據與相關的整定值進行對比分析，輸出比較結果，最后再判斷繼電保護裝置是否該發生動作。

邏輯部分：針對檢測部分檢測出的數據與輸出邏輯關系，對其進行邏輯分析，判斷是否應該發出信號或者短路跳閘，并輸入相關命令到執行部分中。

執行部分：根據邏輯部分發出的信號將裝置負擔的任務操作完成，如發出信號等。

圖1 微機繼電保護裝置的結構原理圖

3.2 繼電保護的具體分析

關于電力系統電力變壓器的保護，可有以下幾類：

3.2.1 瓦斯保護

作為變壓器內部故障（相間、匝間短路）的主保護，根據規定，800KVA以上的油浸變壓器，均應裝設瓦斯保護。

（1）重瓦斯動作流速：0.7～1.0m/s。

（2）輕瓦斯動作容積：<1000KVA：200±10%cm3;在1000～15000KVA：250±10%cm3;在15000～100000KVA：300±10%cm3;>100000KVA：350±10%cm3。

3.2.2 電流速斷保護整定計算公式

（1）動作電流：=×

繼電器動作電流：

其中：—可靠系數，DL型取1.2，GL型取1.4;—接線系數，接相上為1，相差上為;—變壓器二次最大三相短路電流; ? ? ? ? ? —電流互感器變比;—變壓器的變比。

一般計算公式：按躲過變壓器空載投運時的勵磁涌流計算速斷保護值，其公式為：

其中：取3～6;—變壓器一次側額定電流;—速斷保護動作電流值。

（2）速斷保護靈敏系數校驗：

其中：—變壓器一次最小兩相短路電流。

3.2.3 過電流保護整定計算公式

（1）繼電器動作電流

其中：—可靠系數，取2～3（井下變壓器取2）;—接線系數，接相上為1，相差上為;—返回系數，取0.85。

（2）過流保護靈敏系數校驗

其中：—變壓器二次最小兩相短路電流;—過流保護動作電流值;—變壓器的變比。

過流保護動作時限整定：一般取1～2S。

根據以上幾點保護措施，可有效減少保護裝置工作過程中出現問題的概率，并且可根據計算過程中的數據，判斷可能產生故障的發生點，及時進行故障排查、維修措施。

4.繼電保護裝置運行中的問題分析

繼電保護裝置在日常運行中會出現許多的問題，主要表現在下面幾個方面：

4.1 絕緣問題

微機繼電系統線路密集、集成度較高，在長期的使用過程中，由于靜電作用電路表面會吸附大量的灰塵，使得電路出現新的導電通道，導致電纜絕緣性能降低。其次，在設備的檢修過程中，由于受施工工藝、現場運行環境等原因影響，容易造成的二次電纜絕緣降低問題，最終導致繼電保護裝置存在重大安全隱患。

4.2 繼電器抗干擾能力低

當微機型保護裝置抗干擾性能無線通訊設備干擾能力較弱。如一電焊機在繼電保護裝置周圍進行氫弧焊接時，常常導致繼電器跳閘。其次，沖擊負荷、操作方法、直流回路接地等也會干擾繼電保護裝置。

當周圍環境溫度的變化、繼電器遭受沖擊與振動或者鉚安裝不夠好導致繼電器零部件松動等原因，都會影響繼電器的參數值，導致參數出現錯誤。

4.3 針對以上問題實施的幾點解決措施

第一，因繼電保護裝置中有許多的線圈， 對各線圈隔開單獨放置為避免其出現接觸交叉的現象。加強繼電保護裝置的檢修和維護。工作人員需定期對繼電保護裝置進行檢修和維護，對其運行過程中的數據進行記錄并合理分析，保證其正常工作或者提前發現其不正常現象并及時采取措施。加強對工作人員的技能培訓，盡量減少由于工作人員操作維護錯誤對設備造成二次破壞。

第二，提高裝置的抗干擾水平，避免因干擾信號過強而導致裝置產生誤操作現象。信號傳輸過程很容易收到電磁波信號的干擾，所以，要加強繼電保護的絕緣裝置，同時，在元件選擇上也要選擇抗干擾強和隔離性能高的。在裝置安裝過程中，不僅要保證其在線路上進行防護，還要避免繼電保護裝置接地，從而避免在接地安裝的過程中產生電磁干擾。

5.結束語

綜上所述，繼電保護裝置穩定安全運行對電力系統的正常工作起了非常重要的作用，同時，繼電保護的技術水平較高，繼電保護裝置的維護工作也同樣艱巨。所以，工作人員在提高自身知識理論儲備和實際操作能力的同時，要做好繼電保護裝置的維護和管理工作，保證電力系統高效、穩定、安全地運行。

參考文獻

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