淺析變電運行中的繼電保護問題

張軍

摘要：隨著國民經濟的不斷發展，人們的生活進入逐漸完善的新階段，就對電力設施的要求越來越高，使得電力系統的運行負荷也越來越高。為了確保電力系統的平穩運行，繼電保護就成為了一個被重點關注的問題。文章對變電運行中的繼電保護問題進行了分析，并提出了行之有效的措施，為變電的平穩和安全運行提供理論依據。

關鍵詞：變電運行；繼電保護；電力設施；電力系統；運行負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）11-0274-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.138

在我國的國民經濟結構中，電力系統是必不可少的組成部分，其對我國經濟的發展以及國民的日常生產和生活起著不可替代的作用。所以，隨著經濟社會的不斷發展，繼電保護設備也相應有了巨大的發展潛力。隨著科技水平的不斷進步，繼電保護設備得以應用和普及，這為電力系統安全和平穩的運行提供了有力的保障。我們必須高度重視變電運行中的繼電保護問題，確保電力系統能夠安全和平穩地運行，從而提高我國各大電力企業的經濟效益，并且保障人們正常的生產生活活動。

1 繼電保護

1.1 繼電保護的概念

在繼電保護的發展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件（發電機、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以才稱其為繼電保護。基本任務是：當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

1.2 繼電保護的基本要求

繼電保護裝置為了完成任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。

1.2.1 選擇性。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動時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。

1.2.2 速動性。速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，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；（4）可能危及人身安全、對通信系統造成強烈干擾的故障。

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0.04～0.08s，最快的可達0.01～0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s。

對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應按照選擇性的條件，帶延時地發出信號。

1.2.3 靈敏性。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，保護裝置的反應能力。

能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規定的范圍內故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應動作，即要求不但在系統最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統最小運行方式下經過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。

1.2.4 可靠性。可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發生誤動。信賴性：要求繼電保護在規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統帶來嚴重危害。即使對于相同的電力元件，隨著電網的發展，保護不誤動和不拒動對系統的影響也會發生變化。

2 繼電保護的研究現狀

隨著電力系統容量日益增大，范圍越來越廣，僅設置系統各元件的繼電保護裝置，遠不能防止發生全電力系統長期大面積停電的嚴重事故。為此必須從電力系統全局出發，研究故障元件被相應繼電保護裝置的動作切除后，系統將呈現何種工況，系統失去穩定時將出現何種特征，如何盡快恢復其正常運行等。系統保護的任務就是當大電力系統正常運行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，負荷停電時間減到最短。因此，系統的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮機、爐等設備的承變能力，機、爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統安全經濟運行的實際需要。為了巨型發電機組的安全，不僅應有完善的繼電保護，還應研究、推廣故障預測技術。

3 繼電保護的措施

3.1 預防方案的制定

預防就是要在源頭上消除事故問題，在繼電保護設備的生產過程中，要收集相關的所有信息數據，學習處理數據的安全性能。經過初始時期的信息整理，對可能發生的事情進行預測，并且提前擬定解決方法，采用預防的手段來排除故障問題，及時讓工作人員按照預設的方案解決問題。

3.2 運行情況的跟蹤

實時了解繼電保護裝置的運行狀況，及時掌握繼電保護裝置的運行狀態，根據設備實際的運行狀況進行正確的判斷，從而修改和制定新的解決方案，進而使我們可以在出現問題的第一時間做出判斷、解決問題，確保繼電保護裝置的安全平穩運行。

3.3 智能水平的提高

隨著智能電網的發展，分布式發電、交互式供電模式對繼電保護提出了更高要求，通信和信息技術的長足發展，數字化技術及應用在各行各業的日益普及也為探索新的保護原理提供了條件，智能電網中可利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，最后對數據進行分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。另外，對保護裝置而言，保護功能除了需要本保護對象的運行信息外，還需要相關聯的其他設備的運行信息。一方面保證故障的準確實時識別；另一方面保證在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

4 結語

變電運行最中心的任務就是電力安全，而確保電力安全平穩運行的核心就是繼電保護。而繼電保護以其可靠性、速動性、靈敏性等特點在確保電網平穩安全運行中扮演著十分重要的角色。所以，在變電運行中，要重視繼電保護設備的使用，重視繼電保護的相關問題，進而及時分析和研究，深入理解繼電保護的作用，采取繼電保護的相關措施，確保電力系統平穩安全運行。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）