基于高電壓電網繼電保護可靠性分析

王濤

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

引言

在社會經濟發展的大背景下，人們對于電能的需求也在持續擴大，如何能夠保持電力系統一種安全穩定的狀態運行已經逐漸成為當前相關電力部門重點研究的問題。

一、高電壓電網繼電保護的意義

在高電壓電網運行的過程中，如果繼電保護存在相關的問題，不僅僅會直接影響輸送電的安全性和穩定性，還會導致電網動作出現失靈以及延遲等情況。尤其是針對于電流過大的情況，如果相關的繼電保護裝置無法做出正確的判斷的話，無法及時將相關的故障信息傳遞給相關的值班人員和技術人員，會直接導致斷電情況的出現，甚至引起更加嚴重的事故，一方面會造成嚴重的經濟損失，另一方面則會導致嚴重的人員傷亡。因此，相關部門必須做好相關的高電壓電網繼電保護可靠性分析研究，從而保障相關的繼電保護系統能夠安全運行。

二、繼電保護系統的可靠性分析

（一）電網結構的影響

電網系統一般都是由很多不同類型的元件構成的，其中包括繼電保護裝置、線路、二次回路以及信息通信等，這些元件的穩定程度將在一定程度上直接影響高壓電網繼電保護系統的穩定程度，并且還直接關乎到電力系統相關繼電線路的可靠性。

（二）電流互感器的飽和

近幾年來，在整體用電量不斷增加的背景下，電力系統的建設規模也在不斷擴大，與之相對應的低壓配電系統中的短路電流也在同步變大，這也就導致變電所與配電所之間的出口經常發生各種短路情況，進而導致電流互感器呈現出飽和狀態。這在一定程度上能夠進一步擴大電流互感器中的變感誤差，在這種情況之下，很多靈敏度不高的繼電保護裝置很容易出現拒動行為。

（三）繼電器中觸點的松動

觸點在繼電器切換負荷工作中具有直觀中的作用，很多繼電器之所以出現故障都是因為觸點的松動或者觸點的開裂所導致的，還有一部分是因為觸點的尺寸型號不夠合理而形成誤差導致的，這些因素都會在一定程度上降低電網運行的可靠性。而其中導致繼電器觸點松動的主要原因還是在于接觸點與簧片之間沒有進行科學的配合所導致的；而觸點的開裂則主要是因為觸點的材料導致的。比如觸點材料的硬度過高等。

三、高電壓電網繼電保護策略

（一）建立高電壓電網繼電保護通信一體化系統

在20 世紀90 年代，美國建成了一種新型的全球衛星定位系統，又被稱之為GPS，該系統是由24 顆導航衛星構成的，主要可以分成地面測控站以及GPS 接收機這大分支系統，通常情況下，該系統經常用于測控全球性以及全天候的實時定位等行業領域，并且能夠無條件應用于不同的專業，并向不同的行業領域無條件開放。在這樣的背景下，GPS 很快成為了全球共享的一種高科技技術與高科技資源，并被廣泛應用于軍事、航海以及民用等各個領域。尤其是在進入到21 世紀之后，許多國家都對GPS 技術的性能進行了進一步的拓展與延伸，并將其逐漸應用于電力系統以及相關的電網繼電保護方面，并取得了十分顯著的應用效果。因此，針對于高電壓電網的繼電保護，相關技術部門也可以嘗試引入GPS 技術，通過建立更加現代化的技術平臺和技術體系在提升繼電保護可靠性的同時，也能夠有效提升高電壓電網繼電保護工作的效率與質量。

比如，在實際的高電壓電網繼電保護工作的開展過程中，相關技術部門可以通過建立針對于高電壓電網的繼電保護“通信一體化系統”來提升整個高電壓電網繼電保護系統的可靠性。在整個過程中，相關“繼電保護通信一體化系統”建設的主要技術支持就是來自于GPS 技術。通過合理利用GPS 技術，相關繼電保護的技術人員能夠從相關的GPS 接收機上獲取更加精準的時間以及與之相同步的脈沖信號。在這些技術平臺的幫助下，技術人員能夠對全國的高電壓電網進行統一時鐘以及相關數據的同步采集，從而實現全國范圍內高電壓電網電力系統時間的真正統一。與此同時，針對于高電壓電網的繼電保護來說，相關技術人員可以結合實際電網的具體情況選擇采用不同的系統保護模式。一般情況下，GPS 接收機能夠提供兩種不同的時間信號，并且這兩個時間信號與同步采集之間的誤差最大不會超過2 微秒，通過這樣的形式一方面能夠真正實現高電壓電網繼電保護的通信一體化建設；另一方面也能夠有效縮短高電壓電網繼電保護過程中的通信時間，有效提高繼電保護工作的完成效率。

（二）加大經濟投入，提高設備更新速度

對于大部分供電保護部門來說都應該在不影響相關技術設備安全生產的前提下，對相關的高電壓電網進行必要的保護檢驗。在這個過程中，參與繼電保護檢驗的設備需要及時進行更新，與此同時還需要不斷完善整個高電壓電網的供電網絡系統，確保每一個電網回路都能夠有足夠的繼電保護時間和繼電整定時間。此外，在進行檢驗保護裝置工作的過程中還需要做到不遺漏、不簡化，切實做到應檢必檢。而無論是裝置的完善還是技術設備的更新都需要較大的經濟投入，這就需要相關技術部門能夠重視對高電壓電網繼電保護工作的關注與重視，在工作開展過程中能夠加大相關的資金投入，確保相關技術設備能夠得到及時更新與完善，從而切實保障相關高電壓電網繼電保護系統的可靠性。

比如，在對高電壓電網繼電保護系統進行資金投入的過程中，可以分別從線路繼電保護的配置以及變壓器繼電保護的配置這兩個方面入手進行及時的設備更新與完善，從而切實保障繼電保護工作的可靠性。在整個過程中，針對于高電壓電網線路繼電保護的相關配置與設備方面，技術人員應該充分結合實際高電壓電網的具體情況采取不同的措施。通常情況下500kv的線路相對來說其實就是由中性點直接接地所構成的一種網絡線路，這種線路在具體的配置的時候首先應該從電源線路的單雙側型號判斷入手。針對于單側電源了線路這種情況來說，應該在相間的繼電保護配置或者接地的繼電保護配置上采取一種階段性的電流保護形式；而如果是雙側電源線路，技術人員才應該對相關的繼電保護配置選擇一種零序電流保護措施，其中可以間接采用接地距離保護措施。在變壓器繼電保護的配置更新與完善方面，技術人員應該將工作重點放在減少變壓器故障發生頻率上面，不僅僅能夠有效提高高壓電繼電保護系統的工作效率，也能夠有效降低相關的經濟損失。一般情況下，技術人員可以通過安裝零序電流保戶以及對電流進行速斷保護等措施保障變壓器繼電保護配置的正常運行。

（三）及時采用安全自動裝置故障處理技術

高電壓電網繼電保護系統一旦出現故障就會造成很多的電網問題，其中最主要的問題之一就是電源問題。尤其是當電源的輸出功率無法滿足用戶需求的時候，就會直接導致輸出電壓的大幅度下降，而電壓的下降則會導致整個電路的基準值出現變動，進而縮短充電時間，對高壓電網機電系統產生嚴重的影響，導致其出現誤判，從而導致整個繼電器出現動作故障。因此，相關技術部門不僅僅要采取相關的措施避免繼電保護系統出現故障，提高其可靠性；更要通過采取相關的技術手段將相關的故障影響降低到最小。

比如，針對于高壓電網繼電保護裝置出現的故障情況，相關技術人員可以通過及時采取相關的安全自動裝置故障處理技術的方式來應對。比如，針對于直流接地以及交流電源熔絲等故障情況，技術人員可以采取“逐項拆除處理”的技術方法處理。在整個過程中，技術人員需要先對并聯的二次回路按照一定的順序進行相關的脫開處理，然后再依次按照順序將已經脫開的線路回放回去，如果在回放操作之后線路能夠保持正常運行的話則能夠在一定程度上證明改線路不存在故障；但是如果在回放之后線路無法正常運行的話，則能夠直接說明電網設備的相關故障點就是出現在該線路上。與此同時，在對直流接地這種類型的故障進行檢查處理的過程中，技術人員需要先根據電路符合的重要程度將直流屏進行短暫的拉開處理，通常情況下，為了能夠報紙直流符合回路運行需求，需要將切斷時間保持在3 秒之內，如果在線路切斷之后故障依舊存在，則能夠說明故障并不存在于該線路上；反之，如果在線路切斷之后故障也消失了的話，則能夠將故障點直接鎖定在該條線路上。

總結：對于高電壓電網系統的繼電保護工作來說，要想切實提高繼電保護系統的可靠性，對于電網進行科學、定期的保護性檢驗是十分重要的一項工作環節，除此之外，還要做好必要的故障檢測以及技術創新工作。