淺談特高壓輸電電路繼電保護的現狀與發展

艾波

【摘要】本文通過研究特高壓輸電電路繼電保護的現狀與發展，總結中國動力系統繼電保護科技蓬勃發展的過程與狀況，并提出了未來繼電保護發展的必要發展趨勢為：電腦化、互聯網、智能和綜合自動化。

【關鍵詞】繼電保護;作用;組成;現狀;發展

動力系統一般由發電廠、變壓器等裝置、母紉、輸電線路和供電裝置等構成。但在動力系統中通常有危險故障和某些設備非正常的工作狀態，而且這種現象往往會發展為事件，使整個系統或其中部分設備的正常工作能力受到嚴重損害，以至出現對用戶的少送電運行、停止送電或電能品質下降到不可容許的地步，以至出現對電氣設備損毀和人體傷害。所以，切除故障部件的時間一定要縮短到十分之一秒或者更短時間內。

一、繼電保護的作用及組成

（一）繼電保護的作用

當動力系統的被維護部分（如發電機、線路等）或動力系統本身出現設備故障時，繼電保障系統設備將能手動、迅速地、有選擇權的將設備故障部分從動力系統中移除，避免將設備故障范圍擴展，以確保無故障性部分仍然處于正常工作狀態，或使設備故障性部分不會進一步受到破壞;當動力系統的被維護部分出現異常工作狀況時，繼電保護設備應當能及時反應，并按照操作的保護性要求，向操作值班人員發送聲光報警、圖文結合信號等警示訊號。此時，通常不需要確保系統的迅速動作，而只是按照對動力系統及元件的危險程度設置相應的工作延時，以避免不必要的動作和因受到影響而所產生的誤動作。

（二）繼電保護的組成

繼電保護的主要部分，通常由檢測部分（和定值調整部分）、邏輯部分和控制部分所構成。

二、繼電保護的基本要求

繼電保護設備應當符合選擇性、靈敏度和速動度的規定：這三個"性"的密切聯系，即對立與統一。

（一）動態選擇性-指先由出現故障電器或該線自身的保護措施斷開故障，在出現故障電器或該線自身的保護措施或斷路器拒動時，才可以再由另外電器防護、該線保護措施或斷路器失效的防護來斷開故障。上、下層供電系統（包含同級）與繼電保護關系的整定，應當按照逐級匹配的原則上，以確保國家電網在出現故障時有選擇性地斷開故障。

（二）動作速動性-指保障設備應及時切斷或短路故障電流，其目的是在于增強系統穩定能力，降低對發生故障設備和線路的損傷程度，減少發生故障所波及區域范圍，增加手動重合門和備用安裝手動投入工作的效率。

（三）動作敏感性-指在電氣設備或該線的被保護區域內出現金屬性短路運行時，防護裝備應具備一定的敏感系數（法規中有規定）。利用對繼電保護的整定值來完成。對整定值的校核工作通常每年完成一遍。

三、目前繼電保護的發展趨勢與現狀

動力系統繼電保護技術也是隨著現代電力系統的發展而發展的。隨著中國社會現代化的進一步發展，隨著電力裝置的數量和功率及其機組的總容積日益增加，現代電力系統也日益豐富，而人民生活中對動力系統的依賴性也愈來愈強，對動力系統的穩定性需求也愈來愈高。電力的發展，對繼電保護系統也持續地提供著新的需求，而電子、計算機科學、網絡和通信技術的發展，也給中國繼電保護系統科技的發展持續地帶來著新鮮的生命力。

四、繼電保護的未來發展方向

由于基礎科技的迅速進展，繼電保障科技在未來的發展趨勢將是朝向電腦化、互聯網、智能和綜合自動化方面蓬勃發展。

（一）計算機化

伴隨計算機系統的日益發展，對繼電保護信息系統也提出了更高的要求：除最基本的保障能力之外，還應具備更高水平的信息處理能力，更大容量的故障信號與歷史數據的存儲，更強的通訊能力，以及與其他保護裝置、測控設備、電網調節系統等的連接，以達到對整個網絡系統數據處理、消息與網絡資源供享的綜合能力等。伴隨計算機技術的發展，電腦的運算處理、儲存，以及通信等方面特性都受到了進一步強化，這也為繼電保護信息系統的計算化奠定了扎實的基石。繼電防護控制系統裝置的計算機化已是不可挽回的趨勢，而計算機技術智能化的內容不但包含了裝置、控制、監視系統的功能微機化，還包含了控制系統的功能軟件化和信息數字化，徹底拋棄了各種機電式、機械式、模擬式裝置，以進一步增強繼電防護控制系統的速動性、靈敏度、安全性，使電力系統運行時獲得了更高的經濟效益和社會經濟效益。

（二）網絡化

20世紀50年代，人類已開始把相互單獨發展的計算機技術和數據通信技術結合起來開展科學研究工作，這便是后來蓬勃發展成的現代計算機與互聯網科學技術。現代互聯網網絡這個消息與數據通信工具已經形成了信息時代的重要科技支撐，它與傳統繼電保護體系的融合是實現現代電網安全、平穩運轉的關鍵保障。而現代電力系統繼電保護體系要求各個保護單元之間都能共用有關整套控制系統的正常工作與故障信號的各種數據，并要求所有保護單元和重合閘設備都在分析這些信號與各種數據的基礎上配合動作，而完成這種網絡系統保障的基礎要求就是把整體系各主要電器設備的安全保護器都用現代計算機網絡技術連接起來，并進行與微機安全保護器的聯網。現在微機保護的聯網也已著手實現，不過它還處在起步階段，仍有很大的空間和潛力。

結束語：

由于電力的迅速發展，尤其是電子計算機技術、互聯網、通訊技術和人工智能技術及其繼電防護理論的蓬勃發展，繼電保護控制系統科學技術還面臨著巨大的未來空間。其發展趨勢將產生原理突破與應用的革命，從數碼時期走向了信息化時代，并進一步發展到微機與智能的綜合自動化技術水平。這將對繼電保護工作者提供了嚴峻的挑戰，也將給它帶來了更寬廣的未來發展天地。

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