電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

文/張嘉如，內(nèi)蒙古電力供用電稽查（局）分公司

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

文/張嘉如，內(nèi)蒙古電力供用電稽查（局）分公司

文章概述了繼電保護(hù)的工作原理、作用及在電力系統(tǒng)中的配置與應(yīng)用，并基于工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了繼電保護(hù)中常見的故障，提出確保繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施，以保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)；運(yùn)行

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)能通過對電力系統(tǒng)及設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作中的異常，并能及時(shí)地發(fā)出危險(xiǎn)信號，并作出相應(yīng)的處理，在很大程度上暫時(shí)保障了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減少了安全隱患帶來的重大損失。怎樣合理的應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)來減少電氣故障，是提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

1 繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)的工作原理

供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起電流增加電壓降低、以及電流電壓間相位角的變化，因此出現(xiàn)故障時(shí)的參數(shù)與正常運(yùn)行時(shí)的參數(shù)差別就可以構(gòu)成不同原理和類型的繼電保護(hù)。一般情況下繼電保護(hù)是由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成。測量部分從被保護(hù)對象讀取有關(guān)信號，與給定的整定值相比較，比較結(jié)果輸出至邏輯部分；邏輯部分根據(jù)測量部分各輸出量的大小性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，決定是否動(dòng)作；如需動(dòng)作，則發(fā)出信號給執(zhí)行部分；執(zhí)行部分立即或延時(shí)發(fā)出警報(bào)信號或跳閘信號。

1.2 繼電保護(hù)的作用

當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，使故障元件免于繼續(xù)遭受損害，減少停電范圍；當(dāng)被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)能及時(shí)反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，發(fā)出信號、減少負(fù)荷或跳閘動(dòng)作指令。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作。同時(shí)繼電保護(hù)也是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，它可及時(shí)測量系統(tǒng)電流電壓反映系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的配置與應(yīng)用

2.1 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時(shí)電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在于：在供電系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，安全地、完整地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出信號或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理。

2.2 繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

變電站繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用包括：①線路保護(hù)：一般采用二段式或三段式電流保護(hù)，其中一段為電流速斷保護(hù)，二段為限時(shí)電流速斷保護(hù)，三段為過電流保護(hù)。②母聯(lián)保護(hù)：需同時(shí)裝設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。③主變保護(hù)：主變保護(hù)包括主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)一般為重瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)為復(fù)合電壓過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。④電容器保護(hù)：對電容器的保護(hù)包括過流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、過壓保護(hù)及失壓保護(hù)。

3 繼電保護(hù)中常見的故障分析

3.1 電流互感飽和故障

電流互感器飽和對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響非常大。隨著配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷的不斷增容，若發(fā)生短路則短路電流很大。當(dāng)系統(tǒng)靠近終端設(shè)備區(qū)發(fā)生短路時(shí)，電流可達(dá)到或接近電流互感器單次額定電流的百倍量級。在常態(tài)短路情形下，越大電流互感器誤差隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大，當(dāng)電流速斷保護(hù)使靈敏度降低時(shí)就可能阻止動(dòng)作。線路短路時(shí)，由于電流互感器電流飽和，再次感應(yīng)的二次電流小或接近于零，也會(huì)導(dǎo)致定時(shí)限過流保護(hù)裝置無法動(dòng)作。當(dāng)在配電系統(tǒng)的出口線過流保護(hù)拒動(dòng)作導(dǎo)致配電所進(jìn)口線保護(hù)動(dòng)作了，則使整個(gè)配電系統(tǒng)斷電。

3.2 開關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇不當(dāng)故障

開關(guān)保護(hù)設(shè)備的正確選擇十分重要，現(xiàn)在多數(shù)配電都采用了在高負(fù)荷密集區(qū)建立開關(guān)站，即采用變電所—開關(guān)站—配電變壓器的供電輸電方式。通常來說，對開關(guān)站入口線路采用負(fù)荷開關(guān)實(shí)現(xiàn)日常分合負(fù)載電流不設(shè)保護(hù)，對直接帶配電變壓設(shè)備的出口線路選用負(fù)荷開關(guān)組合電器。因此在造成配電所出口故障時(shí)，開關(guān)站容易越級跳閘。此外影響繼電保護(hù)故障常見的的因素還有繼電器觸點(diǎn)松動(dòng)、繼電器參數(shù)不當(dāng)、電磁系統(tǒng)鉚裝件變形、玻璃絕緣子損傷、線圈故障問題等。

4 確保繼電保護(hù)安全運(yùn)行的措施

4.1 做好繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)

在繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)過程中必須注意，將整組試驗(yàn)和電流回路升流試驗(yàn)放在本次檢驗(yàn)最后進(jìn)行，這兩項(xiàng)工作完成后，嚴(yán)禁再拔插件、改定值、改定值區(qū)、改變二次回路接線等工作。電流回路升流和電壓回路升壓試驗(yàn)，也必須在其它試驗(yàn)項(xiàng)目完成后最后進(jìn)行。

4.2 定值區(qū)問題

微機(jī)保護(hù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以有多個(gè)定值區(qū)，這極大方便了電網(wǎng)運(yùn)行方式變化情況下的定值更改問題。但是還必須注意的是定值區(qū)的錯(cuò)誤對繼電工作來說是一大忌，必須采用嚴(yán)格的管理和相應(yīng)的技術(shù)手段來確保定值區(qū)的正確性。采取的措施是，在修改完定值后，必須打印定值單及定值區(qū)號，注意日期、變電站、修改人員及設(shè)備名稱，并重點(diǎn)在繼電保護(hù)工作記錄中注明定值編號，避免定值區(qū)出錯(cuò)。

4.3 一般性檢查

不論何種保護(hù)，一般性檢查都是非常重要的。首先清點(diǎn)連接件是否緊固，焊接點(diǎn)是否虛焊機(jī)械特性等。其次是應(yīng)該將裝置所有的捅件拔下來檢查一遍，將所有的芯片按緊，螺絲擰緊并檢查虛焊點(diǎn)。在檢查中，還必須將各元件保護(hù)屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項(xiàng)重要工作來落實(shí)。

4.4 接地問題

繼電保護(hù)工作中接地問題是非常突出的，大致分以下兩點(diǎn)：首先，保護(hù)屏的各裝置機(jī)箱屏障等的接地問題，必須接在屏內(nèi)的銅排上，一般生產(chǎn)廠家已做得較好，只需認(rèn)真檢查。最重要的是，保護(hù)屏內(nèi)的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng)，應(yīng)該用較大截面的銅鞭或?qū)Ь€可靠緊固在接地網(wǎng)上，并且用絕緣表測電阻是否符合規(guī)程要求。

總之，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展迫使繼電保護(hù)技術(shù)不斷提升。如何在電力系統(tǒng)中更好地應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)，減少電氣故障，是提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對我們國家的發(fā)展有著非常重要的作用，合理的應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排除可能出現(xiàn)的故障，為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1]駱宏.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與維護(hù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（18）.