摘要：作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全工作對于保證電力網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行具有重要作用。文章首先介紹了影響電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的因素，然后具體探討了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的措施，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；可靠性；電力網(wǎng)絡(luò)；繼電器 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）28-0035-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.017

繼電保護(hù)是指在供電系統(tǒng)中用于監(jiān)測、控制和保護(hù)一次設(shè)備的自動裝置，繼電器是其關(guān)鍵設(shè)備。在系統(tǒng)運(yùn)行時，繼電器可有效掌控電力系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)，且能依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)診斷系統(tǒng)中的故障問題，隨后利用斷路器切除系統(tǒng)中的故障部分，以減小故障對系統(tǒng)供電的影響。在系統(tǒng)故障發(fā)生時，繼電保護(hù)裝置還可自行發(fā)送報警信號以通知相關(guān)技術(shù)人員。因此，加強(qiáng)有關(guān)提高繼電保護(hù)可靠性的措施研究，對于改善繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 影響電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的因素

1.1 二次回路的影響

二次回路線路絕緣破損、老化，不同元件相互連接松動引發(fā)的接觸不良等，都會影響繼電保護(hù)的正常功能。在全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)中，因其選用高速通信網(wǎng)絡(luò)，而非二次電纜，二次回路可開展自我監(jiān)控。將電子互感器和保護(hù)裝置聯(lián)系在一起的光纖鏈路和交換機(jī)若發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置則難以接收消息，依據(jù)其自我監(jiān)測功能會發(fā)送報警信號。與此同時，如果保護(hù)裝置和斷路器間信息傳輸中斷，則斷路器的智能終端亦會發(fā)送報警信號，此種保護(hù)過程可有效降低二次回路故障對繼電保護(hù)可靠性的影響。

1.2 運(yùn)行環(huán)境的影響

在一般的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中，空氣內(nèi)會含有大量的發(fā)電殘留物和雜質(zhì)，且系統(tǒng)運(yùn)行溫度比較高，這會不同程度地加重繼電保護(hù)裝置的腐蝕和老化狀態(tài)，進(jìn)而大幅度降低裝置的運(yùn)行性能。另外，空氣中的部分有害物質(zhì)很可能會腐蝕電源插頭，進(jìn)而導(dǎo)致繼電器接觸不良，影響繼電裝置保護(hù)功能。

1.3 斷路器、互感器等一次設(shè)備的影響

電流、電壓互感器主要用于為繼電保護(hù)采樣值提供數(shù)據(jù)支持，而繼電器則用于對繼電器發(fā)出的指令進(jìn)行動作。斷路器和互感器等一次設(shè)備的正常工作將直接影響保護(hù)功能的良好實(shí)現(xiàn)。原有的微機(jī)保護(hù)一般選用電磁式互感器，而互感器的傳電誤差高低及接線正確性都會影響微機(jī)保護(hù)的正常動作；全數(shù)字化微機(jī)保護(hù)一般選用電子互感器或光學(xué)互感器，此類互感器雖克服了電磁互感器無飽和、傳遍誤差大等缺點(diǎn)，但其可靠性仍需提升。

1.4 勵磁涌流的影響

一般而言，供電系統(tǒng)線路內(nèi)都會有勵磁涌流，而繼電保護(hù)裝置的保護(hù)模式通常為電流速斷保護(hù)，即表示依照最高流通電流設(shè)置保護(hù)限值，但在靈敏度高于1.2的情況下，動作電流值會相對較小，尤其在部分過長線路中，動作電流值會更低，由此可能會引發(fā)開關(guān)重合閘問題。在切除故障后，電壓恢復(fù)時的勵磁涌流會快速增加，而鐵芯內(nèi)的磁流通量峰值會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定電流，此種狀況會大幅度干擾繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。

1.5 誤操作的影響

繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性直接受到電源操作的影響，特別是電容儲能裝置。如果電解電容容量降低或老化，故障出現(xiàn)時便難以在短時間內(nèi)快速切除。

2 提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的措施

2.1 加強(qiáng)技術(shù)改造

2.1.1 對于功能標(biāo)準(zhǔn)較低、超限工作和缺陷較多的110kV和220kV線路保護(hù)，可選用微機(jī)線路保護(hù)、CKJ和CKF集成電路線路保護(hù)來替換整流型和晶體型；220kV母線保護(hù)也應(yīng)使用多功能集成的PMH-42/13母差保護(hù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的相位比較式，其能有效縮短保護(hù)動作時間，提高故障切除速度，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.1.2 在直流系統(tǒng)內(nèi)，直流電壓具有較高的脈動系數(shù)，可能引發(fā)較多的微機(jī)保護(hù)和晶體管工作異常問題。對傳統(tǒng)的原硅整流裝置進(jìn)行改造，制成具有較高可靠性的、整流輸出交流分量小的集成電路硅整流充電裝置。在對二次回路進(jìn)行整改時，可將其信號、控制、熱工、保護(hù)及合閘回路逐步分離，同時將熔斷器分路開關(guān)箱安裝至開關(guān)室內(nèi)，以方便檢測及處理直流失電問題，防止出現(xiàn)保護(hù)誤動作。另外，對于空氣濕度較高環(huán)境中常出現(xiàn)的直流失電問題，應(yīng)使用陶瓷端子代替升壓站內(nèi)戶外端子箱的易老化段子，以提升二次絕緣性能。

2.1.3 若工程現(xiàn)場存在繼電器接線標(biāo)號、電纜標(biāo)示缺失和二次回路老化等問題，應(yīng)進(jìn)行掛牌標(biāo)識，并做到清楚美觀，同時應(yīng)開展二次回路綜合檢查，清理基建過程中殘留的電纜寄生二次線，并重新繪制滿足實(shí)際要求的二次圖紙，以避免寄生回路或回路錯誤引發(fā)的保護(hù)誤動作。

2.2 繼電保護(hù)運(yùn)行準(zhǔn)確操作

2.2.1 技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)二次圖紙及保護(hù)原理，對二次回路段子、信號掉牌、繼電器和壓板等進(jìn)行核查；在每次退出及投入過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)備調(diào)度區(qū)域的劃分，得到調(diào)度指令后再進(jìn)行操作；對于PT的檢查維修，應(yīng)安排相關(guān)繼電保護(hù)人員對有壓監(jiān)視3YJ接點(diǎn)短接與方向元件短接；在使用旁路開關(guān)代線路時，相應(yīng)的保護(hù)定值應(yīng)確保與所帶線路定值一致。

2.2.2 如果運(yùn)行檢查過程中發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行異常或發(fā)生缺陷，應(yīng)及時將可能引發(fā)誤動的保護(hù)退出到出口壓板，并通知相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行處理。如高頻保護(hù)，即通道異常信號或裝置問題信號輸出難以復(fù)歸時或直流電源缺失時；母差保護(hù)，即沒有專用旁路母線母聯(lián)開關(guān)串代線路或母差不平衡電流值不等于零時。

2.3 避免電磁干擾

2.3.1 濾波。一般情況下，外部干擾會利用接線端子串入，所以應(yīng)在各外接端子處對地連接一個電容器，以對干擾源進(jìn)行抑制。為避免浪涌電壓擊穿，應(yīng)確保電容器耐壓符合設(shè)計要求。在抑制內(nèi)部干擾時，可在各塊組件上，另設(shè)高頻去耦電容對干擾進(jìn)行抑制；同時應(yīng)在微機(jī)保護(hù)各插件板間安設(shè)粗且短的接地線，印刷板處的接電線應(yīng)連接形成網(wǎng)狀。

2.3.2 屏蔽。采用屏蔽方法，一方面可以避免外部輻射干擾串入設(shè)備，影響設(shè)備的正常運(yùn)行；另一方面可防止設(shè)備內(nèi)部輻射的電磁能量串出到外部。當(dāng)前通常選用電磁屏蔽手段來降低交變電磁場的干擾。操作時，可在設(shè)備與電源間加設(shè)電導(dǎo)率好、屏蔽效能高的物理屏蔽層，并做好屏蔽層接地，以切斷磁場對設(shè)備的電磁干擾。若外部磁場過強(qiáng)，則可選用雙層屏蔽方式，以提高屏蔽效果。

2.3.3 接地。作為系統(tǒng)、設(shè)備及電路工作的基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，接地可有效將電路中的干擾電流引入大地，良好的接地可大幅度降低干擾信號對設(shè)備的影響。通常雷擊會使二次回路產(chǎn)生共模干擾，此種干擾主要利用變壓器繞組間的耦合進(jìn)行傳遞，因此將進(jìn)行良好接地的屏蔽層安插在初、次級間，可使干擾電壓利用屏蔽層進(jìn)行釋放，以降低輸出端的干擾電壓。濾波、屏蔽及接地等措施均能有效改善電磁設(shè)備的電磁兼容性，進(jìn)而改善繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性。

3 結(jié)語

繼電保護(hù)工作的可靠性水平將直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和效益，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性措施的研究，總結(jié)有關(guān)改造技術(shù)及關(guān)鍵應(yīng)用措施，以逐步提升電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作質(zhì)量。

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作者簡介：朱睿（1980-），女，遼寧錦州人，供職于國網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司，研究方向：繼電保護(hù)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）