關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置

劉志超

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，我國的電力事業(yè)取得了舉世矚目的成就，為生產(chǎn)和生活提供了穩(wěn)定的能源供應(yīng)，為保證社會生產(chǎn)和生活的穩(wěn)定發(fā)揮著重要作用。沒有了電能供應(yīng)，社會生產(chǎn)和生活將會陷入癱瘓。所以維持電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定在現(xiàn)代社會中有著十分重要的意義。為此，對于電力系統(tǒng)的繼電保護也顯得十分重要。因此，關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置應(yīng)該不斷完善，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文對電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置的問題進行了簡要探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計原則配置

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步，電力系統(tǒng)也不斷更新發(fā)展，電力系統(tǒng)發(fā)展的新形勢對于繼電保護也提出了新的要求。另一方面，電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等先進技術(shù)的發(fā)展和普及，為電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展又注入了新的活力，繼電保護的發(fā)展呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化的趨勢。為此，做好電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與選型工作的重要性更加不言而喻，以便更好地達到保護電力系統(tǒng)的目的。

1電力系統(tǒng)繼電保護概述

繼電保護是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài)，并及時動作與斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動化設(shè)備。根據(jù)其定義不難看出，其任務(wù)主要有兩個：其一，當(dāng)電力系統(tǒng)中的某種電氣元件發(fā)生故障時，繼電保護裝置能夠自動、及時、有選擇性的將發(fā)生故障的電氣元件切除，防止電力系統(tǒng)中的元件繼續(xù)受到破壞，從而使沒有發(fā)生故障的電氣元件得以恢復(fù)正常。其二，當(dāng)電力系統(tǒng)中的某個電氣元件處于不正常運行狀態(tài)時，繼電保護裝置能夠及時作出反應(yīng)，根據(jù)實際狀況發(fā)出信號或者跳閘。而繼電保護的工作原理很簡單，就是在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時以發(fā)生明顯變化的參量為依據(jù)形成保護，比如繼電保護中的過電流保護、低電壓保護、距離保護、方向保護、差動原理保護、氣體保護等。換句話說，只要將電路發(fā)生故障時許多參量與正常運行過程中的差別作為依據(jù)，形成某種原理的保護，作為對電力系統(tǒng)的繼電保護，參數(shù)發(fā)生的變化越明顯，對于電力系統(tǒng)的保護性能就越好。

繼電保護裝置主要由測量、邏輯、執(zhí)行三部分組成。測量部分的工作內(nèi)容是將輸入量與整定值作出比較，得出“是”或“非”的比較結(jié)果，作為是否啟動保護裝置的依據(jù)。邏輯部分的工作職能是要根據(jù)測量部分的邏輯狀態(tài)，使繼電保護能夠按一定的邏輯關(guān)系進行。執(zhí)行部分很簡單，就是按照字面意思，根據(jù)邏輯部分傳送過來的信號，完成保護任務(wù)。

2繼電保護裝置設(shè)計的基本要點

繼電保護裝置設(shè)計過程中要遵循選擇性、靈敏性、速動性、可靠性這四個方面的要點。首先，設(shè)計的繼電保護裝置應(yīng)該在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠有選擇性地切除故障。換言之，繼電保護裝置應(yīng)該在發(fā)揮作用時首先要將距離故障設(shè)備最近的斷路器斷開，從而保證電力系統(tǒng)中的其他沒有故障部分能夠正常運行。其次，繼電保護裝置在設(shè)計時要注意保證裝置的靈敏性。所謂的靈敏性就是指繼電保護裝置對系統(tǒng)內(nèi)故障以及其他異常工作狀況的反應(yīng)能力，用靈敏系數(shù)來表述。繼電保護裝置在發(fā)揮作用時要對保護范圍內(nèi)的故障靈敏作出反應(yīng)。再次，設(shè)計繼電保護裝置時應(yīng)該保證該裝置的速動性。顧名思義，速動性就是要求繼電保護裝置能夠在電力系統(tǒng)中盡快切除短路故障。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，將故障以最快的速度切除，能夠使短路故障點附近的母線電壓在最短的時間內(nèi)降低，從而減少對其他設(shè)備的損害。如果將時間控制在0.2s內(nèi)切除故障，電動機就不會停止轉(zhuǎn)動。繼電保護裝置的速動性還能不斷減少故障電氣設(shè)備短路時的損壞程度，縮小影響范圍，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。最后，要想設(shè)計出合格的繼電保護裝置，還需要保證裝置的可靠性。可靠性要求繼電保護裝置能夠正確動作，時刻準(zhǔn)備著應(yīng)對電力系統(tǒng)中的故障點。如果繼電保護裝置不具備可靠性，那么繼電保護裝置的保護作用就不能得到發(fā)揮，更嚴重的是，保護裝置還會將事故擴大。為此，在設(shè)計過程中，為了保證保護裝置的可靠性，既要確保裝置的設(shè)計原理、整定計算、安裝調(diào)試的正確性，又要保證各種應(yīng)用于繼電保護裝置中的元器件具有可靠性，質(zhì)量過硬自不必說，運行維護也要采取合理、得當(dāng)?shù)拇胧瑥亩岣呃^電保護裝置的可靠性。

3關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護的配置

3.1繼電保護配置原則

為了保證繼電保護裝置能夠發(fā)揮作用，保護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，在確定繼電保護配置方案時，應(yīng)該充分考慮多方面因素，既要考慮電力設(shè)備和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點和運行特點，又要將故障發(fā)生的概率和危害考慮其中，同時還應(yīng)該將電力系統(tǒng)的近期發(fā)展?fàn)顩r考慮在內(nèi)，同時也不能忽略經(jīng)濟性和之前國內(nèi)外的成熟經(jīng)驗。只有綜合考慮多方面因素，才能保證繼電保護裝置配置的合理性，才能為維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行作出貢獻。為此，繼電保護裝置在配置過程中要滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站主接線的要求，并充分考慮電網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性。另外，還應(yīng)做好針對原有系統(tǒng)中的繼電保護裝置更換改造方案。

3.2縱聯(lián)保護

縱聯(lián)保護是電力系統(tǒng)中常用的繼電保護配置。所謂的縱聯(lián)保護，顧名思義，就是借助某種通信通道將輸電線路兩端安裝的繼電保護裝置縱向聯(lián)結(jié)，將各端的電氣量傳送到對端進行比較，根據(jù)兩端電氣量的比較結(jié)果來判斷是否超過線路范圍，從而決定是否切斷被保護線路。另外，對于220kV的電網(wǎng)應(yīng)該配置兩套完全獨立的保護裝置，每套保護裝置應(yīng)該配置完整的主、后備保護。兩套縱聯(lián)保護的通道應(yīng)該遵循相互獨立的原則，既要保證兩套裝置具備獨立的傳輸裝置，又要保證兩套縱聯(lián)保護裝置具有獨立的電源和路由。在通道發(fā)生異常時，縱聯(lián)保護裝置應(yīng)該能及時采取閉鎖保護，發(fā)出告警信號，在通道恢復(fù)正常時，閉鎖保護應(yīng)該自動解除。

3.3后備保護

當(dāng)同路發(fā)生故障時，同路上的保護會在故障發(fā)生的瞬間發(fā)出信號，同時會斷開同路上的電氣元件，這種立即采取措施的保護被稱為主保護。但是在實際操作中，由于某些原因，主保護在電路中不能發(fā)揮作用，然而在極短的時間過后會發(fā)生后備保護。后備保護啟動后，也會將故障同路斷開，從而達到保護效果。此外，值得一提的是，在接地短路中，后備保護應(yīng)該遵循以下原則：一方面，當(dāng)接地電阻小于100時，后備保護應(yīng)該具備可靠、有選擇性地切除故障的能力。另一方面，接地距離保護的配置，要以階段式或反時限零序電流保護為輔助。另外，發(fā)生相間短路時，后備保護應(yīng)進行相間距離保護的配置。

3.4斷路器輔助保護

作為主保護和后備保護的補充，輔助保護在單、雙母線接線方式的失靈保護與母線保護在同一裝置中時可以不出現(xiàn)，失靈保護電流判別元件采取母線保護的電流判別元件。但是在主保護和后備保護退出運行后，斷路器輔助保護發(fā)揮著重要作用。母線保護與失靈保護分開組屏，斷路器輔助保護和線路保護組成一面屏，失靈保護電流判別元件使用斷路器輔助保護的電流判別元件。

另外，母線保護、失靈保護、主變壓器保護、故障錄波器等都是電力系統(tǒng)繼電保護配置中必不可少的裝置，對于維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)揮著重要作用。

4結(jié)語

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，為維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行做出了重要貢獻，對于保持我國經(jīng)濟持續(xù)、高速、健康發(fā)展有著重要意義。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對于電能的需求量更大，維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定更加重要，所以，完善繼電保護的設(shè)計與配置意義重大，需要不斷引進先進科技成果，不斷促進繼電保護走向自動化、智能化。

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