繼電保護在電力系統中的應用

    1 繼電保護發展現狀

    近年來，電網規模不斷擴大，為了適應電力系統安全穩定運行的要求，繼電保護技術也在迅速地發展。同時，計算機技術、網絡通信技術也為繼電保護技術的發展注入了更新的活力。繼電保護裝置是保證電力系統安全運行的重要設備，滿足電力系統安全運行的要求是繼電保護發展的基本動力。選擇性、速動性、靈敏性和可靠性是對繼電保護的四項基本要求。為達到這個目標，繼電保護專業技術人員借助各種先進科學技術手段做出了不懈的努力。經過近百年的發展，在繼電保護原理完善的同時，構成繼電保護裝置的元件、材料等也發生了巨大的變革。繼電保護裝置經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發展階段。從20 世紀90 年代開始我國繼電保護技術已步入了微機保護的時代。

    2 繼電保護技術在電力系統中的顯著特點

    微機保護充分利用了計算機技術上的兩個顯著優勢： 高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規模集成電路和成熟的數據采集，A/D 模數變換、數字濾波和抗干擾措施等技術，使其在速動性、可靠性方面均優于以往傳統的常規保護，而顯示了強大生命力。

    與傳統的繼電保護相比，微機保護有許多優點，其主要特點如下：

    (1)改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性; 其很強的記憶力能更好地實現故障分量保護; 可引進自動控制、新的數學理論和技術，如自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。

    (2)可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。

    (3)工藝結構條件優越。體現在硬件比較通用，制造容易統一標準; 裝置體積小，減少了屏位數量;功耗低。

    (4)可靠性容易提高。體現在數字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響; 且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

    (5)使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調試也更方便，從而縮短維修時間; 同時依據運行經驗，在現場可通過軟件方法改變特性、結構。

    (6)可以進行遠方監控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監控系統的通信聯絡使微機保護具有遠方監控特性。

    3 電力系統中繼電保護裝置缺陷處理

    電力系統繼電保護裝置在長期運行過程中可能會出現一些危及電網安全穩定運行的缺陷。常見的缺陷種類及原因分析歸納如下：

    3.1 直流接地缺陷

    接地支路的接地點查找基本原則是先室外后室內，先電纜后裝置，先老化設備后新設備。此外，在查找直流接地時，斷開直流電源可能會對保護裝置和二次回路有影響，要注意做好安全措施，必要時可瞬間打開跳閘壓板。

    3.2 信號回路缺陷

    信號回路缺陷通常比較直觀，主要發生在指示燈、光子牌、光耦等設備上。這些設備由于長期帶電或經常沖擊帶電而損壞，處理辦法即更換新元件。

    3.3 控制回路缺陷

    控制回路缺陷主要發生在斷路器的操作回路，其二次接線涉及的元件和地點較多，主要由控制把手、指示燈、操作箱、斷路器機構的跳合閘線圈、輔助接點及相關閉鎖回路組成。控制回路缺陷一般發生在設備停送電、保護動作、自投裝置或重合閘動作時。其主要原因如下：

    (1)操作回路原理設計或接線存在問題，在設備傳動時未曾發現;

    (2)把手操作失靈，指示燈壞;

    (3)閉鎖回路接點異常;

    (4)斷路器主觸頭與二次輔助接點不配合;

    (5)斷路器操作機構存在問題;

    (6)自投裝置或重合閘相關回路存在問題;

    (7)人為誤操作造成保護誤動或拒動。

    3.4 缺陷的防范

    要采取預防措施，從設備改造、保護校驗、日常維護及執行反措等方面來保證設備處于良好狀態，防止缺陷發生; 其次，對每一起缺陷都要做好總結分析，積累經驗，防止同類缺陷再次發生; 再次，必須保證快速、安全地消除運行中出現的缺陷。在裝置缺陷多、超期服役且功能不滿足電網對110 kV、220 kV 線路保護的要求時應及時更換微機線路保護，從而保證保護裝置的正常運行，達到提高系統穩定的作用。

    此外，現場工作人員還需要不斷提高技術、技能水平，提高預防缺陷和處理缺陷的能力。

    4 繼電保護裝置的使用與維護

    繼電保護裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達到基本運行條件的要求，還要在日常的檢測和維護上做好工作。

    首先，要全面了解設備的初始狀態。繼電保護設備的初始狀態，影響其日后的正常和有效運行。因此，必須注意收集整理設備圖紙、技術資料以及相關設備的運行和檢測數據的資料。對設備日常狀態的檢修，要在設備生命周期中各個環節都必須予以關注，進行全過程的管理。

    其次，要對設備運行狀態數據進行及時、全面的統計分析。首先要了解設備出現故障的特點和規律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態的日常數據的分析，預先判斷分析故障出現的部分和時間，在故障未發生時，及時地排查。提高保護裝置的安全系數和使用周期，保證電力系統的正常運行。

    再次，要了解繼電保護技術發展趨勢，采用新的技術對設備進行監管和維護。在電力系統高速發展、繼電保護設備不斷更新換代、繼電保護設備不夠完善的情況下，必須加強對新技術的應用，唯此才能保證保護裝置的科學有效，從而在電力系統的保護中發揮應有的作用。

    5 繼電保護技術的發展前景

    繼電保護技術在電力系統中的應用前景主要體現在以下幾個方面：

    5.1 繼電保護功能深步拓寬

計算機的廣泛應用和在計算機輔助設計功能的幫助下，繼電技術的功能性必將越來越多、越來越強，可根據故障的顯性進行適當的控制運用。

    5.2 顯著的電子數據主動化特性凸現

    計算機數據自動化發展越來越快，繼電保護技術的現代化發展也必然得到充分的體現，即電子數據主動化性能必將得到顯現。

    5.3 繼電保護技術的運用方便靈活

    該項技術廣泛應用，將使得電力線路維護調試也變得更加方便。在運行過程中，操作者可根據電流值，進行適當調整。

    歸結起來，主要是走向計算機化、網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化方向。

    6 結語

    我國電力系統繼電保護技術的發展經歷了四個階段。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。其發展將出現原理突破和應用，由數字時代跨入信息化時代，發展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了更高的要求，也開辟了活動的廣闊天地。

發布時間:2012-3-27 訪問次數:3430