電力系統中對繼電保護存在的問題對策分析

張輝鵬 趙云鵬 薛忠奇 張鵬飛

摘 要：繼電保護是電力系統中一道重要的保護屏障。它主要用于監視一次系統的運行狀況，迅速反應異常和事故，然后作用于斷路器，隨時將短路電流斷開并滅弧，使得線路和設備可得到保護。繼電保護在保護過程中會受到多方面的干擾，致使其保護機制下降。本文將從干擾因素與原因方面進行分析，并提出相對的解決措施。

關鍵詞：繼電保護 干擾原因 差動保護 電力系統分析

中圖分類號： TM711

一、 引言

近年來，隨著集成電路技術與互聯網信息的發展，繼電保護的發展也不斷進行著變革。如從一開始的電磁型裝置逐步發展為現在的計算機控制，即微機化的地步。使用特點也從人工的現場檢查確認操作轉變為計算機自動判斷與控制。繼電保護的發展也使得全國電力生產網絡更加安全，生產的電能在質量與數量上更優質。

二、干擾因素有哪些

（一）外部因素——雷電

在雷電天氣時，由于雷電也是一種高壓電，若擊中了變電設備，宏觀上會導致變電所的設備與建筑物損壞，引發火災等嚴重后果；在電力系統分析中，會導致雷擊的設備部位發生高頻電流，導致與之相連的設備電位升高即引發過電壓現象，并將此現象以波的形式傳遞給其它裝置，這樣會導致繼電保護的誤判斷，從而發生不正常切斷工作。例如：發生控制回路和敏捷性能的破壞等相關的動作。[1]

（二） 內部因素——無線電信號干擾

由于繼電保護的智能化發展，現在大多無需人工過多的干預，但也就是在這一發展的背景下，潛在的干擾因素也增多，其中最主要的便是電波的影響。主要原因是無線電在二次回路中所感應的電勢如果達到了一定的程度，出現在在信號頻率范圍內時，這一影響就將被接受而造成干擾[2]。在東北電網，曾經就因為在變電站中使用功率較大的對講機，致使繼電保護的誤操作過大，造成了不小的經濟損失。

（三）人工對隔離開關的誤操作

隔離開關在電力系統中運用廣泛，它可以將設備起到明顯的隔離作用，阻斷電流的流經。此外，電路未斷開電源時，若斷開隔離開關操作較慢，則容易引發電弧，電弧產生的一瞬間會容易引起周遭設備的電位升高的影響，引發高頻電流引發磁場，一方面對設備產生渦流的影響；另一方面會改變電路運行的“實際參數”，也會引發繼電保護裝置誤操作。

（四）設備運行的環境因素

變電站以及電力設備存放的地方經常需要保持干燥的環境，雖然有效避免了設備的腐蝕，但在身穿工作服的電氣工人而言，在這種干燥的環境下，工作人員的衣物上容易帶有電壓，尤其是在與地面不接觸時（如穿了絕緣鞋等），在接觸設備時容易放電，情況嚴重時會毀壞保護裝置。[3]

二、繼電保護的重要意義

繼電保護裝置是當電力系統出現故障時能夠及時、有效的去除損壞的故障原件，它的目的是保證其他部件的正常運行，最大限度的降低系統的在運行過程中的損耗。我國是一個電能使用大國，各行各業都離不開電能的應用，若由于繼電保護不當造成突發造成停電時，對一級負荷與二級負荷的影響與損失不可估量，嚴重時會影響社會的和諧穩定。

因此要加強繼電保護在電力系統中的應用，將可能的干擾因素降至最低。

三、降低干擾的方法措施

（一） 設置屏蔽干擾源

由于干擾因素過多，并且同一個干擾源不只有干擾作用，也可能在整個電力系統中起傳輸的作用。因此，在整個電力系統網絡中，需要對這些存在的干擾源進行屏蔽（只屏蔽其帶來的干擾作用，不得影響整個系統的工作進程）。可以對其運行線路進行重新分布，把一二次回路進行適當的調節。

（二）加大繼電保護裝置的智能化與網絡信息化

人工智能的發展成為了這個時代的主流，它引領著各行各業都進入了以計算機為核心的智能控制時代。伴隨著這些硬件平臺的出現，各種相關的軟件算法如神經網絡控制，模糊算法等在整個電力系統網絡中都取得了廣泛的應用，繼電保護這一領域也是如此。在信息技術快速發展的這個時代，使用計算機新技術對裝置進行自動控制與數據信息的傳遞，通過實踐證明，這一行為的工作效率遠遠超出了傳統的人工控制。

差動保護是目前較為流行的繼電保護工作原理，它的原理是基爾霍夫電流定理工作的，主要工作內容為：當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流的和正比于故障點電流，差動繼電器動作。目前看來，除差動保護以外，傳統的繼電設備難以及時檢測電氣設備的數值變化，并且在調節過程中其相關的控制缺少實時性，不能準確做到斷開設備，使得繼電保護過程中依然會發生相當的損失。

順應時代的潮流，積極進行繼電保護裝置的智能化與網絡信息化，運用傳感器技術可加強運行過程中的數據傳送，并針對某一環節的出現的問題及時進行自動切除。另一方面，將數據通過通信手段可傳遞到電氣工人手中，在計算機控制的過程中進行人工監測，提高人機交互的性能。

（三）完善企業的管理體系

企業要加強自身對繼電保護的監測力度，完善相關制度體系。對從事這一領域的工作人員進行嚴格的培訓與把關，因為他們是整個企業中的一線人員，繼電保護的好壞直接關系著電力企業所生產電能的質量高低，關系著電力設備的運行正常與否。要使工作人員各有分工，互相配合，樹立維護用電安全第一的思想。

同時對繼電保護的安全守則及時做出相應的修改，與國際社會的統一標準及時保持一致。以前的檢測標準難以適應新時代智能控制的要求，為確保保護標準的正確與繼電保護的準確率，要及時修改繼電保護的安全手冊。

四、結語

綜上所述，筆者從電力系統中存在的各種干擾對繼電保護造成的影響進行分析，對其進行闡述，并在文章第三部分提出了這些干擾對繼電保護的改進意見。希望通過這些論述，今后對電力系統中的繼電保護問題可以有更深層次的理解，尤其是有更好的繼電保護的方案，在最大程度上降低電力系統中的存在的干擾對繼電保護的影響。這對整個繼電保護系統具有重要意義，對電力企業與用戶都有著重要價值。

參考文獻：

[1] 曹利，《雷電對發電廠的危害及防護》，大慶石化分公司熱電廠

[2] 趙谷泉，《無線電干擾對繼電保護的影響及防止》，海潭電業局

[3] 朱晴峰，《電力系統繼電保護干擾因素及措施分析》，無錫供電公司江陰縣城檢修分公司

[4] 王海濤，《電力系統繼電保護新技術發展分析》，天津市龍字達電力工程設計有限公司