繼電保護技術在電力系統中的應用與發展

楊力

摘 要：文章論述了我國繼電保護技術發展的狀況，基本要求和相相關技術，保護問題。

關鍵詞：繼電保護技術；電力系統；應用

1 我國電保護技術發展現狀

1.1 建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年長中我國已建成了繼電保護研究，設計，制造，運行和教學的完事是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

1.2 結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代，在此期間，從70年代工中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代未集成電路保護已形成完事系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制，生產，應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。

1.3 天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。我國從70年代未即已開始了計算機電保護的研究。

1.4 高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學，東南大學，華北電力學院，西安交通大學，天津大學，上海交通大學，重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理，不同形式的微機保護裝置。

1.5 揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路，在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護，發電機保護和發電機變壓器組保護也相繼于1989，1994年通過鑒定，投入運行.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，可以說從20世紀90年代未開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

2 繼電保護的基本要求

2.1 可靠性是指保護該動作時應可靠動作，不該動作時應可靠不動作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求，繼電保護的可靠性主要由配置合理，質量和技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證，任何電力設備都不允許在無繼電保護的狀態下運行，220JV及以上電網的所有運行設備都必須由兩套交，直流輸入，輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護，當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能由另一套繼電保護裝置操作另一組繼路器切除故障。在所有情況下，要求這套繼電保護裝置和斷路器所取的直流電源都經由不同的熔斷器供電。

2.2 選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護，線路保護或斷路器失靈保護切除故障。為保證對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件的選擇性，其靈敏系數及動作時間，在一般情況下應相互配合。

2.3 靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數，各類保護的最小靈敏系數在規程中有具體規定，選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護的整定實現。

2.4 速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障涉及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝設速動保護相間速斷保護的作用。

3 電流保護措施

3.1 過電流保護它是按照躲過被保護設備或線路中可能出現的最大負荷電流來整定的，如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設備和線路的正常運行。為使上，下級過電流保護能獲得選擇性，在時限上設有一個相應的級差。

3.2 電流速斷保護。這是按照被保護設備或線路未端可能出現的最大短路電流或變壓器二次側發生三相短路電流而整定的.速斷保護運輸和，理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。

3.3 定時限過電流保護。在正常運行中，被保護線路上流過最大負荷電流時，電流繼電器不應動作，而本級線路上發生故障時，電流繼電器和信號繼電器三元件組成；定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關，動作時間是恒定的。

3.4 反時限過電流保護。繼電保護的運輸和時間與短路電流的大小成反比，即短路電流越大，在10kV系統中常用感應型過電流繼電器。

3.5 無時限電流速斷。不能保護線路全長，它只能保護線路的一部分，系統運行方式的變化，將影響電流速斷的保護范圍，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按最大運行方式來整定，但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了，規程要求最小保護范圍不應小于線路全長的15%。

3.6 電壓保護措施：（1）過電壓保護.防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的.10kV開閉所端頭，變壓器高壓側裝設避雷器主要用來保護開關設備，變壓器，變壓器低壓側裝設備避雷器是用來防止雷電波由低壓側侵入而擊穿變壓器絕緣而設的；（2）欠電壓保護。防止電壓降低致傷電氣設備的正常運行受損而定的；（3）零序電壓保護。為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護.主要用于三相三線制中性點絕緣的電力系統中。

3.7 瓦斯保護措施。油浸式變壓器內部發生故障時，短路電流所產生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產生分解，并產生氣體，利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作，故障性質可分為輕瓦斯和重瓦斯，當故障嚴重時氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發出報警信號，輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發出跳閘動作。

4 差動保護措施

這是一種按照電力系統中，被保護設備發生短路故障，在保護中產生的差電流而動作的一種保護裝置，常用做主變壓器，發電機和并聯電容器的保護裝置，按其裝置方式的不同可分為：（1）橫聯差動保護。常用作發電機的短路保護和并聯電容器的保護，一般設備的每相均為雙繞組或雙母線時，采用這種差動保護。（2）縱聯差動保護。一般常用動主變壓器的保護，是專門保護變壓器內部和外部故障的主保護。

5 高頻保護措施

這是一種動作主系統，高壓線路的高可靠性的繼電保護裝置。目前我國已建成的多條500kV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性，選擇性，靈敏性和動作迅速的保護裝置，高頻，保護分為相差高頻保護，方向高頻保護。相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相應的保護，規定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負，這就是說，當線路內部故障時，兩側電流同相位而外部故障時，兩側電流相位差180度，方向高頻保護的基本工作原理是，以比較被保護線路兩端的功率方向，來差別輸電線路的內部或外部故障的一種保護裝置。

6 距離保護和平衡保護措施

這種繼電保護也是主系統的高可靠性，高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護，這種保護是按照長線路故障點不同的阻抗值而整定的，平衡保護是一種作為高壓并聯電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯電容器組，采用這種保護較為適宜。它是根據并聯電容器發生故障時產生的不平衡電流而動作的一種保護裝置。

7 繼電保護的發展及新趨勢

微機保護經過近20年的應用，研究和發展，已經在電力系統中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經驗，產生了顯著的經濟效益，大大提高了電力系統運行管理水平。近年來，隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，新的方法被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得了更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展，其未來趨勢向計算機化，網絡化，智能化，保護，控制，測量和數據通信一體化發展。

結束語

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術，計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入新的活力，進而我國電力系統的未來發展將更為強大。

參考文獻

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