論高壓繼電保護系統改造的重要性

李欣蓉

摘 要：繼電保護裝置對保證高壓變電系統安全穩定運行具有重要的作用，是高壓變電站內部保護的關鍵部分。本文結合生產實踐分析對高壓繼電保護需要適時改造的重要性，伴隨著信息技術的發展，高壓繼電保護系統的發展形勢，介紹了高壓繼電保護設備的分類與用途，高壓系統保護的特點及工作原理。

關鍵詞：繼電保護;高壓斷路器;高壓隔離開關

一.前言

隨著電力系統的高速發展，電網規模日益壯大，電力系統網絡結構更顯復雜，提高電力系統的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保高壓系統安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動作的正確性將直接影響整個系統的安全穩定運行，稍有不慎就會導致事故的發生，只有提高供電可靠性，才能保證系統無故障，設備正常運行。我廠固有的供電系統，歷經多年的生產實踐，總結發現不利于供電保護和停電檢修，基于這些不利原因，為更好的完善供電系統，做好我廠的供配電保護，計劃將原有供電系統中的隔離開關、熔斷器全部更換為戶外真空斷路器，以保證供電更加安全可靠。

二. 高壓繼電保護設備分類及用途

高壓斷路器是電力系統中重要的電氣設備之一， 它使用數量多、范圍廣，應用在電力系統的各種電壓等級中。主要作用是在正常情況下，控制各種電氣設備和電力線路的開斷及投入;在電力系統發生故障時，與繼電保護及自動裝置配合，快速地切斷電力系統中的故障電流，防止故障電流波及到整個電力系統中造成巨大的損失，以保持電力系統的正常運行。因此，斷路器各機構的工作可靠性，直接影響著整個電力系統的穩定。

2. 1斷路器分類

自從1893年在美國誕生了世界第一臺斷路器以來，斷路器的理論和制造技術己取得了長足的進步和發展。通常，按照斷路器所采用滅弧介質和滅弧方法的不同，常用的斷路器有如下幾類：

（1）油斷路器：以絕緣油為滅弧介質。油斷路器是最早出現的、歷史最悠久的斷路器。在我國，油斷路器是電力系統中使用最多的高壓斷路器。

（2）真空斷路器：在高度真空中進行滅弧的斷路器，由美國Jennings公司于1955年推出。使用安全，維護簡單，噪聲小，壽命長，占地面積小，但散熱效果較差，提高額定電流也有困難。

SF6斷路器：以六氟化硫等惰性氣體作為滅弧介質，由美國西屋公司于1956年推出。 利用高壓力的惰性氣體SF6吹拂、 冷卻電弧使之熄弧，用較低壓力的氣體作絕緣，而較高壓力的氣體作吹弧用。具有開斷性能好，電壽命長，使用安全，檢修周期長等優點。七十年代后大量使用而且發展為全封閉式組合電器，成為超高壓等級電力斷路器的最主要的品種。

（3）真空斷路器。觸頭密封在高真空的滅弧室內，利用真空的高絕緣性能來滅弧。

（4）空氣斷路器。利用高速流動的壓縮空氣來滅弧。

2. 2高壓斷路器主要用途

高壓斷路器是高壓電力系統中最重要的控制和保護設備。高壓斷路器應該做到能夠開斷、關合及承載運行線路的正常電流， 也能在規定時間內承載、關合及開斷規定的異常電流，如過載電流和短路電流。概括的講，高壓斷路器在電網中 起兩方面的作用：

一方面，控制作用。根據電網運行需要，用高壓斷路器把一部分電力設備或線路投入或退出運行，這種作用稱為控制。

另一方面，保護作用。高壓斷路器還可以在電力線路或設備發生故障時將故障部分從電網快速切除，保證電網中的無故障部分正常運行。這種作用成為保護。

3高壓系統改造

鶴崗礦業集團公司新一選煤廠是2006年4月投產，我廠的供電系統，由變電所引出三段母線，下設六臺變壓器，其中有三臺2000KVA，兩臺630KVA，和一臺新增250KVA照明變壓器，這六臺變壓器中，有兩臺使用六氟化硫合閘裝置，其余為負荷開關加熔斷器保護裝置。

固有的供電系統，歷經多年的生產實踐，總結發現不利于供電保護和停電檢修，也不利于變壓器的保護，基于這些不利原因，為更好的完善供電系統，做好供配電保護，決定對原有供電系統進行改造，設計方案如下：

將原有供電系統中的隔離開關、斷路器及熔斷器全部更換，將有利于停電檢修，更好的保護變壓器，根據線路配置，最終確定選用以下產品：

高壓隔離開關主要功能是：保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，起隔離電壓的作用，不能用與切斷、投入負荷電流和開斷短路電流，它是發電廠和變電站電氣系統中重要的開關電器，僅可用于不產生強大電弧的某些切換操作，也就是它不具有滅弧功能，基于這一特性，高壓隔離開關需與高壓斷路器配套使用。

4高壓系統保護發展前景

從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全且工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。

4.1計算機化

繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發展趨勢。電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信功能，與其他保護、控制裝置和調度聯網以供享全系統數據、信息和網絡資源的能力、高級語言編程等。

4.2 網絡化

電力系統網絡型繼電保護是一種新型的繼電保護。網絡保護是計算機技術、通信技術、網絡技術和微機保護相結合的產物，通過計算機網絡來實現各種保護功能，如線路保護、變壓器保護等。網絡保護的最大好處是數據共享，可實現本來由高頻保護、光纖保護才能實現的縱聯保護。

4.3 綜合自動化

現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合，它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。以遠方終端單元（RTU）、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統，取代傳統的控制保護屏，能夠降低變電所的占地面積和設備投資，提高二次系統的可靠性。

5 結語

通過繼電保護的發展過程可以看出，繼電保護隨著時代的變遷、 科技的進步一同在發展。 隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電 保護技術面臨著進一步發展的趨勢。 國內外繼電保護技術發展的趨勢是計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智 能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊 天地，也為電網調度決策和變電所的安全運行提供了有利的保障。

總之，高壓繼電保護系統必將隨著各種技術的進步和發展呈現更新的特征，也將會獲得更廣泛的應用。