淺議電力系統繼電保護技術的應用概述

劉岳松+吳少強

摘要：隨著電力系統的高速屬性計算機技術，通信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力；計算機、網絡化、保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能，這對繼電保護工作提出新的研究課題。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；現狀；概述

繼電保護技術是確保電力系統平穩運行的關鍵因素，如果電力系統在運行過程中出現故障就會嚴重影響電力系統的正常運行，因此，對電力系統繼電保護技術措施進行研究，可以提高故障排除工作的效率，對保障電力系統的正常運行具有十分重要的意義。

一、繼電保護概念與作用

繼電保護主要是指當變壓器、輸電線纜和發電機組等出現故障或者短路的時候，就自動啟用斷電的措施來對電力系統設備進行保護，以此來避免變壓器、輸電線纜和發電機組遭受損害，從而確保電力系統安全穩定的運行，達到實時控制電器的作用。

二、電力系統中繼電保護裝置的優勢

筆者經過對實踐工作經驗的總結，將繼電保護裝置的優勢歸納以下幾方面內容：

（一）具有安全可靠性。安全可靠是機電系統最基本的特點之一，也是使其受到普遍應用的重要因素。繼電裝置能夠在電力系統出現故障后，第一時間根據自身的功能性來對電力系統故障進行隔離，并在此基礎上維持電力系統的正常運行狀態。從而最大限度的降低了因電力系統故障而帶來的損失。

（二）智能選擇性。繼電保護裝置自身是帶有一定智能性的，其在電力系統發生故障時，能夠根據故障發生的位置和實際情況，來選擇性的關閉與故障相對應的開關，進而保證整個電力系統其他部分的正常運行。

（三）快速靈敏。電力系統故障的發生往往是一瞬間的事情，而其帶來的損害卻是非常大，如若不能夠第一時間對其進行隔離和有效的處理，那么其就會迅速的蔓延開來，進而影響到整個電力系統。繼電保護裝置具有超強的靈敏性和快速反應能力，進而當電力系統出現故障時，第一時間對其進行正確的處理，隔離故障部分，從而降低電力系統的損害程序和損害范圍。

三、繼電保護裝置在電力系統中的基本任務

（一）當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的繼路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響。

（二）反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。

（三）對電力系統的運行進行監控。繼電保護不僅僅是一個事故處理與反應裝置，同時也是監控電力系統正常運行的裝置。

四、繼電保護技術的推廣應用

（一）具有清潔、高效、可再生等特點的新能源的大規模接入是智能電網發展的一個突出特征，其中風電、光伏、新型儲能是最具代表性的幾種能源，應用較為廣泛，且前景較好。但是從現階段新能源的應有狀況來看，仍然在電能質量、電網運行、故障電流等方面存在一定的問題，這主要是由于來源不穩定，并網技術不成熟等原因。電網的潮流分布和短路電流特征的復雜性也要求風電接入必須要有繼電保護裝置對其進行優化，從而使小短路電流產生較大的系統阻擾，增強電流互感器的額定電流，在這種情況下，就要選擇那些有較大變化的電流互感器來為電網提供保護。

（二）、根據我國的電網發展規劃，網架結構需要進行進一步的完善，其中繼電保護技術必須要具有更強的分流處理能力。究其原因主要有兩個方面。一是，電網發生故障時，電網非周期分量會由于電壓等級的升高而變慢，暫態特性的復雜性也會增強，同時還會帶來巨大的諧波分量，在這種情況下就要求互感器要具有更強的性能和更好的濾波和直流分量處理，以為電網安全提供保護，另一方面，高壓交直流混聯會引起一系列的電容電流問題、交直流互聯暫態特性與計算誤差問題以及同桿雙回線路的零序互感和跨線故障問題等，這些都要求繼電保護設備。

（三）隨著科學技術的進步，各種各樣的電子元件迅速的開發并投入市場。再加上隨著智能電網建設的逐步完善，可控串補、換流器、無功補償器以及潮流控制器等大量電力電子元件開始在智能電網中得到廣泛的應用。通過這些元件的應用，電能的質量得到了有效的提高和改善。同時也有效促進了控制策略靈活性的提高，從根本上改變了電網的運行特性。但是，從另一個角度來看，電力電子元件器件的開關頻率的提高會導致系統出現大量的諧波，除此之外，光伏并網以及直流輸電等也與繼電保護設備存在協調問題。

五、目前存在的問題

（一）人為責任造成的保護不正確動作

現場作業規范化、危險點分析及安全措施制定不到位，人為責任的保護誤動次數居高不下，2009年云南電網因人為責任原因保護不正確動作點不正確動作總數的66.7%。

（二）繼電保護裝置問題

近年來由于繼電保護裝置問題，帶來的保護運行質量的下降和運行維護工作量的增加，配合保護生產廠家開展大量的問題裝置更換、檢查、反措工作，這些非計劃性工作的開展增加了調度操作和現行工作量，帶來了電網安全風險。

（三）設備運行處于可疑但可用的狀態，即檢修人員通過對設備及整個系統的維護與檢修工作過程中，發現相關的問題，但是尚未確定問題的主要原因及解決對策。同時，在存在不明隱患的狀態下，尚未影響設備的正常運行。這一狀態下，安全系數有所下降，使用過程中要做到實時防護。

設備運行處于可靠性極低的狀態，即變電維修人員在監測過程中檢查出明確的安全隱患及問題故障，此時繼電保護系統極其不可靠，必須及時解決問題，恢復其系統的正常性。

（四）設備運行處于危險性極高的狀態，即整個電力系統存在高風險隱患的存在，相關人員必須抓緊時間找出危險原因所在，保障危險排除的時效性，從而保障整個電力系統的安全性所在。

六、運行管理需加強

（一）繼電保護缺陷處理

繼電保護裝置的維護、異常消除以及故障缺陷處理，是繼電工作人員的必修課。在未來的工作中，應當加強主網繼電保護缺陷管理，做好缺陷分析工作。

（二）加強繼電保護過程管理工作

近年來隨著國內綜合自動化水平的不斷提高，對繼電保護裝置的各項技術指標提出了更高要求，相應要進行二次設備升級改造，當對于保護設備、控制部分要更換或者是當地次回路要有大改運的改造施工的情況下，加上停電時間比較短，這樣時間短任務重的情況下，對于自動化改造施工的全過程管理顯得尤為重要，也就是說在施工中確保施工安全，從而杜絕發生繼電保護“三誤”事故。因此，繼保裝置的缺陷處理這塊還需要廣大技術工作者加以重視。

（三）加強保護整定計算管理

隨著電力系統的發展，電網規模越來越大，結構也越來越復雜，繼電保護整定計算的工作量也越來越大，而且整定計算的定值無法通過實際故障的情況，來驗證其選擇性和靈敏度。

結束語：

在祖國經濟社會飛速發展的新時期，繼電保護工作充滿了挑戰和基于。廣大繼電工作者要清醒認識肩負的責任和使命，勇于擔當，樂于奉獻，做電網安全的堅強衛士，以高度的責任感、強烈的事業心、務實的工作態度，盡職盡責努力完成好各項任務，為保障我國電網安全穩定運行做出新的更大貢獻。

參考文獻：

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