高壓變電系統繼電保護的特點與發展趨勢探討

王敏

（廣東水利電力職業技術學院，廣東 廣州 510925）

電力企業作為國民經濟的支柱產業，是穩定地區經濟社會發展的重要保障。因此，需要高度重視變電運行中的繼電保護工作，以提高電力系統供應的安全性能，增加企業的經濟效益。

1 繼電保護的相關概念

1.1 繼電保護的定義

過去在對電力系統和元件的保護過程中，采用有觸點的繼電保護器來避免其受到損害，因此得名“繼電保護”。繼電保護是通過對電力系統出現的故障及其收集運行狀況之后，再分析與詳細研究，進而制定出一套系統、智能的應對事故的自動化措施來避免不良狀況的產生。繼電保護系統可以保證在電力系統產生狀況的第一時間，在最小范圍內，切除系統中的故障設備，從而最大程度地避免這些損壞設備帶來的系統問題波及到更大的范圍，避免影響當地居民和企業的正常用電。同時，相關工作人員可以根據發出的警報信號，對異常情況的根源進行排查。

1.2 繼電保護的特點

（1）選擇性。一旦電力系統出現問題，繼電保護會自動選擇，保證在最小范圍內切斷相關故障設備的開關，而非對所有開關進行斷電處理，因此，其他的電力系統仍舊還可以正常運行。

（2）快速性。繼電保護可以在事故發生的第一時間，對相關的故障進行處理，從而最大程度避免其影響所在地區人們的正常用電，保證電力的持續供應。維系整個電力系統的正常運行，對于保障人們的生活具有極大意義，當今社會對于電力的依賴程度越來越深，只有在最短時間，用最快速度來解決電力系統的故障，才能保障機器、設備、科技以及人們生活等的正常運行。

（3）可靠性。當電力系統發生故障的第一時間，繼電保護裝置就可以感應到并且采取相應措施應對，斷電情況一旦發生，繼電保護裝置便立即切斷相關部位的開關，隔離故障，將事故控制在最小范圍內。

（4）靈敏性。為了維持電力系統的正常、平穩運行，要求必須清除所有故障，這就需要在日常檢查和維互的工作中朝著精細化的方向不斷努力，以保證繼電保護和電力系統一樣具有高度的靈敏性，來保證一旦出現事故時，可以作出最迅速的反應。

2 高壓變電系統繼電保護的特點

高壓變電系統繼電保護對電網安全運行具有重要的作用，是保證電網穩定運行的重要設施。在電網運行的過程中，可能會受到雷擊、風災等自然因素或者操作失誤、設備問題、人為因素的影響，出現不正常工作或者故障等情況，影響電力系統的運行，威脅電力系統的安全。為了保證高壓變電站的正常運行，防止其出現故障，造成經濟損失，電力檢查和維護人員需要認真地排查，及時發現并排除高壓變電系統繼電保護的故障，維護高壓變電系統的正常運行。高壓變電系統繼電保護對于保證電力系統的安全運行具有重要作用，其主要具有以下幾方面的特點。

（1）操作簡單靈活。在計算機技術取得長足進步之后，最新成果被不斷使用于繼電保護當中。一方面人機交互界面不斷優化，在界面更加簡潔美觀的同時，其操作的便捷性也大大提高；另一方面電力系統的維護與調試工作也不斷被簡化，檢測與維修所需的時間不斷縮減。與此同時，隨著使用經驗的不斷累積，繼電保護設置的結構可以通過相關軟件，在操作現場就能被修改。

（2）優化繼電保護的動作特征和性能。超強的記憶力使得繼電保護具備了常規保護難以獲得的特性，可以對問題設備采取故障分量的方法，進行有效的診斷和保護，從而大大提高其保護的正確率。

（3）易提高可靠性。使用數字元件對于繼電保護設置具有很好的可靠性。一方面數字元件擁有高穩定性的特點，這使得其不容易受一般的溫度變化以及電源波動的影響，而保持良好的日常運作。另一方面其擁有優質的自我檢測能力，通過對相關軟件的使用，對主要元件、部位等實時工作狀況進行巡檢，以保證及時發現有關問題與隱患。

（4）遠方監控。依托于計算機技術而實現的遠方控制是繼電保護裝置的另一大優勢。串行通信功能和繼電保護監控系統的通信聯絡的結合，可以將不在一個控制區域內的設備也實時控制起來，從而實現遠方控制。

3 變電系統繼電保護中存在的故障問題

變電系統在運行期間，繼電保護裝置在變電中的應用主要通過元件測量、邏輯環節、執行輸出等形式的運行下，并根據變電運行種類制定出一項科學、合理、有效的保護對策，只有這樣才能保證變電可以正常的運行下去。然而，變電繼電保護常常會因為多種原因導致其在運行時存在著一定不足。

（1）產源性故障問題。所謂的產源性故障問題就是繼電保護裝置本身的質量不過關，且在運行過程中，因為這些潛在的故障問題沒有被發現，而導致在電力系統運行的過程中，其無法實現故障檢測、數據處理分析等功能，在電力系統故障出現后也無法起到應有的修復作用，使得繼電保護因失去應有的價值而威脅到整個變電的運行安全。

（2）運行性故障問題。運行性故障即繼電保護裝置在運行過程中，因出現故障而導致整個系統的運行穩定性和安全性受到影響。一旦繼電保護裝置出現運行故障，就必須立即采取措施來補救，否則可能造成更大范圍內的故障，嚴重的甚至會造成整個變電系統的癱瘓以及威脅人們的用電安全。因此，對繼電保護裝置進行定期、全面的檢測和維護必不可少，第一時間對潛在的不利因素進行排查，并據此制定出有效的應對解決措施，對于保證整個裝置的安全、穩定運行具有重大意義。

（3）隱形性故障。所謂的隱形性故障是指隱蔽性極高的裝置故障，它作為一種隱形性的故障問題，一般很難被發現。但是一旦出現，將對整個系統造成極強的破壞力，嚴重時甚至對工作人員的生命安全造成威脅。做好對變電繼電保護裝置的日常檢測以及故障排查工作，并為其制定出相應的有效解決方案，是保證變電繼電保護裝置正常運行的最佳方式。減少發生隱形性故障的概率，加強排查力度與精度，建立起完善、迅速的故障預警機制和故障應對機制，才是根本的解決途徑。

4 高壓變電系統繼電保護的發展

高壓變電系統繼電保護對于保證電力系統的安全穩定運行具有重要的作用，因此為了更好的保障電力系統的運行，需要不斷發展繼電保護技術。就目前來看，繼電保護主要向網絡化、智能化、計算機化、虛擬化和一體化等方向發展。

（1）繼電保護的網絡化。網絡技術的長足發展，讓我國的繼電保護技術朝著網絡化方向不斷推進。就目前來說，我國的繼電保護裝置在數據源方面出現了嚴重缺乏的現象，致使得高壓變電系統只有出現故障才能觸發繼電保護裝置，從而尋找出故障元件來進行替換。而隨著網絡科技的不斷提升，繼電保護技術在網絡化的道路上實現了大飛躍。表現明顯的就是網絡化技術已經實現了將高壓變電系統的各部分原件和繼電保護裝置進行有效結合，來更加快速、精準地檢測出故障及其原因和部位，而使其在第一時間獲得維護，從而更好地保護高壓變電系統，適應信息化社會的要求。

（2）繼電保護的智能化。不斷發展和成熟的智能技術被應用到繼電保護當中，不僅提高了在解決機械設備故障時的準確度和速度的問題，還讓整個繼電保護裝置與高壓變電系統的穩定程度獲得大幅度的提升。智能化已經成為高壓繼電保護系統的一個重要發展方向，它對高壓繼電保護系統未來的發展方向有著舉足輕重的指導作用。

（3）繼電保護的計算機化。計算機技術的不斷發展為繼電保護技術的發展提供了重要保障，人們也在日常使用中，對其用于繼電保護裝置時的工作水平提出了更高要求。在實現基本保護作用的前提下，數據處理能力的提升、儲存空間的擴大、通訊系統的強化以及信息共享功能的開發使用是人們對于繼電保護提出的新要求。繼電保護裝置的計算機化是大勢所趨，不論是設備、操作，還是系統都在朝著這個方向不斷進步。高壓變電系統迭代之后進入軟件化和數字化時代，繼電保護系統的便捷性、靈活性以及可靠性都在這一大趨勢下得到顯著提高，從而成就高壓繼電系統的高穩定性。

（4）繼電保護的虛擬化。繼電系統不斷發展，已經實現了通過計算機就可以同步控制與操作，即在計算機上模擬出繼電保護裝置的虛擬化界面，通過互聯網與設備進行連接，便可以實現只需要使用鼠標和鍵盤就可以進行儀器的操作，并通過虛擬化界面來進行數據的讀取和對測量結果的觀察，整體上大大降低了操作的難度。虛擬化技術的不斷進步，使得其在繼電保護中的重要性也將日益增長。

（5）繼電保護的一體化。所謂的繼電保護一體化即為提高繼電保護的效率，將保護、測量數據和通信進行一體化連接，來使得繼電保護裝置可以進行系統性、有序性的作業。具體來說，就是將繼電保護和綜合自動化相結合，基于計算機網絡技術進行資源共享，在保證每個保護裝置起到保護作用的同時，實現將檢測到的各項指標數據上傳到計算機之后進行信息共享。

5 結語

在社會不斷發展的今天，電力在人們的日常生活中越發不可或缺，保證電力系統的安全穩定運行，需要對變電繼電保護裝置不斷進行改革升級，更需要我們善于在平時的實踐中，對已經出現的問題或者檢測到的潛在問題加以分析、處理和總結，最終制定出深刻、系統、實用的解決措施來面對變電繼電保護裝置自身或者電力系統中可能出現的一些問題。