淺談電力系統繼電保護的意義現狀及前景

夏海龍

(邵陽學院 湖南 邵陽 422000)

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淺談電力系統繼電保護的意義現狀及前景

夏海龍

(邵陽學院 湖南 邵陽 422000)

電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生產系統等)轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區經濟和人民生活服務。繼電保護不僅要切除故障元件和限制事故影響范圍.還要保證全系統的安全穩定運行。今后，為確保繼電保護的更可靠運行一繼電保護的可持續發展.研究繼電保護發展趨勢.有著十分重要的現實意義.

電力系統；繼電保護；智能化

一、電力系統繼電保護的作用

電力系統的運行要求安全可靠、電能質量高、經濟性好。但是，電力系統的組成元件數量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因素的影響，可能出現各種故障和不正常運行狀態。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應設置以各級計算機為中心，用分層控制方式實施的安全監控系統，它能對包括正常運行在內的各種運行狀態實施控制。這樣才能更進一步地確保電力系統的安全運行。

繼電保護裝置，就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：

(1)當電力系統中發生短路故障時，繼電保護能自動地、迅速地和有選擇性地動作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統中切除，以系統無故障的部分迅速恢復正常運行，并使故障的設備或線路免于繼續遭受破壞。

(2)當電氣設備出現不正常運行情況時，根據不正常運行情況的種類和設備運行維護條件，繼電保護裝置則發出信號，以便由值班人員及時處理，或由裝置自動進行調整。

由此可見，繼電保護在電力系統中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護是電力系統重要的組成部分，是保證電力系統安全可靠運行的不可缺少的技術措施。在現代的電力系統中，如果沒有專門的繼電保護裝置，要想維持系統的正常運行是根本不可能的。

二、繼電保護的基本特性

動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

(一)選擇性

所謂繼電保護裝置動作的選擇性就是指當電力系統中的設備或線路發生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護秒年個鼓掌切除。

總之，要求繼電保護裝置有選擇地動作，是提高電力系統供電可靠性的基本條件，保護裝置無選擇性的動作，又沒有采取措施(如線路的自動重合閘)予以糾正，是不允許的。

(二)速動性

所謂速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障。對于反應短路故障的繼電保護，要求快速動作的主要理由和必要性在于：

(1)快速切除故障可以提高電力系統并列運行的穩定性。因此，快速切除故障是提高系統并列運行穩定性，防止系統事故的一項重要措施。

(2)快速切除故障可以減少發電廠廠用電及用戶電壓降低的時間，加速恢復正常運行的過程，保證廠用電及用戶工作的穩定性。因此，快速切除短路故障，所有電動機在故障切除后都可以繼續正常運行，因而保證發電廠和用戶工作的穩定性。通常要求在發電廠母線上的引出線上發生短路故障，機端母線電壓下降到額定電壓60%以下時，必須無時限地切除故障。

(3)快速切除故障可以減輕電氣設備和線路的損壞程度。

(4)快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設備自動投入成功率。從上述理由可知，快速切除鼓掌，對提高電力系統運行的可靠性具有重大的意義。切除故障的時間是指從發生短路故障的時刻起到斷路器跳閘電弧熄滅為止的時間，它等于繼電保護裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。所以，為了保證快速切除故障，除了加快保護裝置的動作時間之外，還必須采用快速跳閘斷路器。

(三)靈敏性

所謂繼電保護裝置的靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。

(四)可靠性

所謂保護裝置的可靠性是指在撥戶范圍內發生的故障該保護應該動作時，不應該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應該可靠不動作。

要求繼電保護裝置有很高的可靠性是非常重要的。因為，博愛戶裝置的拒絕動作或誤動作，都將給電力系統和用戶帶來嚴重的損失。所以，在設計、安裝和維護繼電保護裝置時，必須滿足可靠性的要求。

以上四個基本要求是設計、培植和維護繼電保護的依據，又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間，是相互聯系的，但往往由存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據電網的結構和用戶的性質，辯證地進行統一。

三、繼電保護的前景

我國繼電保護技術的發展是隨著電力系統的發展而發展的,電力系統對運行可靠性和安全性的要求不斷提高,也就要求繼電保護技術做出革新,以應對電力系統新的要求。熔斷器是我國最初使用的保護裝置,隨著電力事業的發展,這種裝置已經不再適用,而繼電保護裝置的使用,是繼電保護技術發展的開始。我國的繼電保護裝置技術經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式的發展歷程。隨著科技時代的來臨,我國的繼電保護技術,也開始走向了科技時代。在未來的一段時間內,我國繼電保護的技術主要是朝微機繼電保護技術方向發展。

我國應當在繼電保護技術上增加投入,以便建立一套適應現代電力系統安全運行保障要求的繼電保護技術,在繼電保護裝置的使用上要注意及時的更新,適應我國各方面對電力安全使用的要求,為在未來切實的做好繼電保護工作提供最基本的設備支持。同時還應該掌握世界繼電保護技術的發展,在微機繼電保護技術上進一步的增強研究引進的力度,使我國的電力系統的安全系數達到世界先進水平,為我國強勢的經濟增長速度提供更完善的電力支持。

[1]楊奇遜.微型機繼電保護基礎[M].北京:水利電力出版社,1988

[2]吳斌、劉沛、陳德.繼電保護中的人工智能及其應用[M].電力系統自動化,1995(4)

[3]張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2000

夏海龍(1996-)，男，漢族，寧夏青銅峽人，本科在讀，邵陽學院，電氣工程及其自動化。