繼電保護(hù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

王宇彪

摘 要：通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，介紹了供配電系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)，闡述了繼電保護(hù)在供配電系統(tǒng)中的作用、特點(diǎn)和分類，同時(shí)對(duì)于應(yīng)用較為普遍的變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 供配電系統(tǒng) 可靠 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（a）-0058-01

1 供配電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

現(xiàn)在發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的出口電壓為10 kV，低壓發(fā)電機(jī)出口電壓為0.38/0.22 kV。發(fā)電廠發(fā)出的電除8%自己消耗外，其余向外輸送。10 kV直接供給發(fā)電廠附近的用戶，遠(yuǎn)距離的用戶就要經(jīng)過(guò)升壓后再向外輸送。輸送距離與電壓等級(jí)成正比，電壓等級(jí)越高輸送距離越遠(yuǎn)。110 kV及以下為配電線路，以上為輸電線路。發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)設(shè)備與輸電線路等與調(diào)度管理相結(jié)合稱為電力系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)由變壓器、開關(guān)設(shè)備與輸電線路組成。由于電能的生產(chǎn)、輸送和使用本身所固有的特點(diǎn)，以及連接成電力系統(tǒng)后出現(xiàn)的新問題，決定了電力系統(tǒng)的運(yùn)行與其它工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程相比具有許多顯著不同的特點(diǎn)。例如電能生產(chǎn)和使用同時(shí)完成，正常輸電過(guò)程和故障過(guò)程都非常迅速，具有較強(qiáng)的地區(qū)性特點(diǎn)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系密切。

2 繼電保護(hù)的作用

電是一種特殊產(chǎn)品，它不能大量?jī)?chǔ)存。根據(jù)歐姆定律，電壓保持不變，電流隨著負(fù)載電阻（交流電為阻抗）變化而改變。當(dāng)發(fā)生事故后，假如輸電線路短路，短路點(diǎn)以后的負(fù)載阻抗就被短路，只剩下變壓器與輸電線路的阻抗，根據(jù)歐姆定律，阻抗減小電流就會(huì)增大，出現(xiàn)短路電流。電力系統(tǒng)容量越大發(fā)生短路事故后系統(tǒng)電壓降越小，短路電流就越大，直接威脅到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，繼電保護(hù)必須迅速將故障點(diǎn)從電網(wǎng)中切除，保證電網(wǎng)繼續(xù)正常運(yùn)行。繼電保護(hù)作用就是能保證在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，迅速、準(zhǔn)確地將事故點(diǎn)從電網(wǎng)中切除，保證電力系統(tǒng)繼續(xù)供電。

3 繼電保護(hù)的四大要素

繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用應(yīng)以合理的運(yùn)行方式和可能的故障類型為依據(jù)，并應(yīng)滿足可靠性、選擇性、速動(dòng)性與靈敏性四項(xiàng)基本要求。（1）可靠性是指保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作。另外還要求繼電保護(hù)設(shè)備本身運(yùn)行可靠，不發(fā)生故障，要有自診斷功能。為保證可靠性，宜選用可能的最簡(jiǎn)單的保護(hù)方式，應(yīng)采用由可靠元件和盡可能簡(jiǎn)單的回路構(gòu)成的性能良好的裝置，并應(yīng)具有必要的檢測(cè)、閉鎖和雙重化等措施。保護(hù)裝置應(yīng)該便于整定、調(diào)整和運(yùn)行維護(hù)。（2）選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障。當(dāng)故障設(shè)備和線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證選擇性，對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間，在一般情況下應(yīng)相互配合。（3）速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快的切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。（4）靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的正常運(yùn)行方式和不利的故障類型計(jì)算，但可不考慮可能性很小的情況。

4 繼電保護(hù)的分類

（1）繼電保護(hù)按保護(hù)對(duì)象分為：發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線分段斷路器保護(hù)、高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)與高壓電容器保護(hù)等。（2）繼電保護(hù)按保護(hù)動(dòng)作性質(zhì)分為：無(wú)延時(shí)速斷、帶延時(shí)速斷、過(guò)電流、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷、定時(shí)限過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、低電壓、失壓、縱差動(dòng)、橫差動(dòng)、單性接地（零序過(guò)電流、零序過(guò)電壓）、負(fù)序過(guò)電流、負(fù)序過(guò)電壓、低頻解列、不平衡電流、不平衡電壓、轉(zhuǎn)子單性接地、過(guò)勵(lì)磁、失勵(lì)與自動(dòng)重合閘等。（3）繼電保護(hù)按保護(hù)作用分為：主保護(hù)、后備保護(hù)與輔助保護(hù)，后備保護(hù)又分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)。遠(yuǎn)后備是在主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備是由本電力設(shè)備或線路的另一套來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)，如變壓器差動(dòng)與后備保護(hù)。輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)與后備保護(hù)的功能，或主保護(hù)與后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。（4）非電量保護(hù)包括：輕瓦斯、重瓦斯、高溫、超高溫、高壓電動(dòng)機(jī)故障與現(xiàn)場(chǎng)工藝故障跳閘等。

5 變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括變配電站綜合自動(dòng)化裝置與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。變配電站綜合自動(dòng)化裝置除具有繼電保護(hù)功能外，還具有監(jiān)控功能，所以又稱為綜合保護(hù)裝置（簡(jiǎn)稱為綜保裝置）。大型發(fā)電機(jī)、變壓器與遠(yuǎn)距離輸電線路都有專用的保護(hù)，稱為微機(jī)保護(hù)裝置。小型變配電站一般采用變配電站綜合自動(dòng)化裝置與中央信號(hào)箱相配合方案。

6 變配電站綜合自動(dòng)化裝置的特點(diǎn)

（1）保護(hù)功能強(qiáng)，容易得到改善，除保護(hù)功能外，還具有監(jiān)控功能。（2）可靠性高，軟件分析能力提高了繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性，自診斷能力提高了裝置本身的運(yùn)行可靠性。（3）軟件判斷能力強(qiáng)，動(dòng)作準(zhǔn)確率高，拒動(dòng)少。產(chǎn)品抗干擾能力提高后，誤動(dòng)也相對(duì)減少。（4）具有一定的附加功能，如事故與操作記錄以及故障錄波等。（5）使用靈活、維護(hù)與調(diào)試方便。（6）變配電站綜合自動(dòng)化裝置本身價(jià)格不斷降低，功能不斷加強(qiáng)，工程綜合造價(jià)也不斷降低。（7）具有遠(yuǎn)方調(diào)度功能，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。（8）產(chǎn)品規(guī)格與型號(hào)種類繁雜，給設(shè)計(jì)、施工以及維護(hù)帶來(lái)許多不便。

7 結(jié)語(yǔ)

鑒于供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)及繼電保護(hù)在供配電系統(tǒng)中的重要作用，應(yīng)該不斷加強(qiáng)對(duì)供配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)的研究，并做好繼電器保護(hù)與電子技術(shù)的結(jié)合，使其在保證電力系統(tǒng)完全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

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