淺議電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用概述

劉岳松+吳少?gòu)?qiáng)

摘要：隨著電力系統(tǒng)的高速屬性計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)力；計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)化、保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能，這對(duì)繼電保護(hù)工作提出新的研究課題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；現(xiàn)狀；概述

繼電保護(hù)技術(shù)是確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵因素，如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障就會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行研究，可以提高故障排除工作的效率，對(duì)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有十分重要的意義。

一、繼電保護(hù)概念與作用

繼電保護(hù)主要是指當(dāng)變壓器、輸電線纜和發(fā)電機(jī)組等出現(xiàn)故障或者短路的時(shí)候，就自動(dòng)啟用斷電的措施來對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，以此來避免變壓器、輸電線纜和發(fā)電機(jī)組遭受損害，從而確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到實(shí)時(shí)控制電器的作用。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的優(yōu)勢(shì)

筆者經(jīng)過對(duì)實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，將繼電保護(hù)裝置的優(yōu)勢(shì)歸納以下幾方面內(nèi)容：

（一）具有安全可靠性。安全可靠是機(jī)電系統(tǒng)最基本的特點(diǎn)之一，也是使其受到普遍應(yīng)用的重要因素。繼電裝置能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，第一時(shí)間根據(jù)自身的功能性來對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行隔離，并在此基礎(chǔ)上維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。從而最大限度的降低了因電力系統(tǒng)故障而帶來的損失。

（二）智能選擇性。繼電保護(hù)裝置自身是帶有一定智能性的，其在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠根據(jù)故障發(fā)生的位置和實(shí)際情況，來選擇性的關(guān)閉與故障相對(duì)應(yīng)的開關(guān)，進(jìn)而保證整個(gè)電力系統(tǒng)其他部分的正常運(yùn)行。

（三）快速靈敏。電力系統(tǒng)故障的發(fā)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(shí)間對(duì)其進(jìn)行隔離和有效的處理，那么其就會(huì)迅速的蔓延開來，進(jìn)而影響到整個(gè)電力系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置具有超強(qiáng)的靈敏性和快速反應(yīng)能力，進(jìn)而當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行正確的處理，隔離故障部分，從而降低電力系統(tǒng)的損害程序和損害范圍。

三、繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的基本任務(wù)

（一）當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的繼路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。

（二）反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。

（三）對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。繼電保護(hù)不僅僅是一個(gè)事故處理與反應(yīng)裝置，同時(shí)也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的裝置。

四、繼電保護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用

（一）具有清潔、高效、可再生等特點(diǎn)的新能源的大規(guī)模接入是智能電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)突出特征，其中風(fēng)電、光伏、新型儲(chǔ)能是最具代表性的幾種能源，應(yīng)用較為廣泛，且前景較好。但是從現(xiàn)階段新能源的應(yīng)有狀況來看，仍然在電能質(zhì)量、電網(wǎng)運(yùn)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(wěn)定，并網(wǎng)技術(shù)不成熟等原因。電網(wǎng)的潮流分布和短路電流特征的復(fù)雜性也要求風(fēng)電接入必須要有繼電保護(hù)裝置對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，從而使小短路電流產(chǎn)生較大的系統(tǒng)阻擾，增強(qiáng)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(wǎng)提供保護(hù)。

（二）、根據(jù)我國(guó)的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行進(jìn)一步的完善，其中繼電保護(hù)技術(shù)必須要具有更強(qiáng)的分流處理能力。究其原因主要有兩個(gè)方面。一是，電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，電網(wǎng)非周期分量會(huì)由于電壓等級(jí)的升高而變慢，暫態(tài)特性的復(fù)雜性也會(huì)增強(qiáng)，同時(shí)還會(huì)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(qiáng)的性能和更好的濾波和直流分量處理，以為電網(wǎng)安全提供保護(hù)，另一方面，高壓交直流混聯(lián)會(huì)引起一系列的電容電流問題、交直流互聯(lián)暫態(tài)特性與計(jì)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(hù)設(shè)備。

（三）隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的電子元件迅速的開發(fā)并投入市場(chǎng)。再加上隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步完善，可控串補(bǔ)、換流器、無功補(bǔ)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(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。通過這些元件的應(yīng)用，電能的質(zhì)量得到了有效的提高和改善。同時(shí)也有效促進(jìn)了控制策略靈活性的提高，從根本上改變了電網(wǎng)的運(yùn)行特性。但是，從另一個(gè)角度來看，電力電子元件器件的開關(guān)頻率的提高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)大量的諧波，除此之外，光伏并網(wǎng)以及直流輸電等也與繼電保護(hù)設(shè)備存在協(xié)調(diào)問題。

五、目前存在的問題

（一）人為責(zé)任造成的保護(hù)不正確動(dòng)作

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)規(guī)范化、危險(xiǎn)點(diǎn)分析及安全措施制定不到位，人為責(zé)任的保護(hù)誤動(dòng)次數(shù)居高不下，2009年云南電網(wǎng)因人為責(zé)任原因保護(hù)不正確動(dòng)作點(diǎn)不正確動(dòng)作總數(shù)的66.7%。

（二）繼電保護(hù)裝置問題

近年來由于繼電保護(hù)裝置問題，帶來的保護(hù)運(yùn)行質(zhì)量的下降和運(yùn)行維護(hù)工作量的增加，配合保護(hù)生產(chǎn)廠家開展大量的問題裝置更換、檢查、反措工作，這些非計(jì)劃性工作的開展增加了調(diào)度操作和現(xiàn)行工作量，帶來了電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。

（三）設(shè)備運(yùn)行處于可疑但可用的狀態(tài)，即檢修人員通過對(duì)設(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)與檢修工作過程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的問題，但是尚未確定問題的主要原因及解決對(duì)策。同時(shí)，在存在不明隱患的狀態(tài)下，尚未影響設(shè)備的正常運(yùn)行。這一狀態(tài)下，安全系數(shù)有所下降，使用過程中要做到實(shí)時(shí)防護(hù)。

設(shè)備運(yùn)行處于可靠性極低的狀態(tài)，即變電維修人員在監(jiān)測(cè)過程中檢查出明確的安全隱患及問題故障，此時(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)極其不可靠，必須及時(shí)解決問題，恢復(fù)其系統(tǒng)的正常性。

（四）設(shè)備運(yùn)行處于危險(xiǎn)性極高的狀態(tài)，即整個(gè)電力系統(tǒng)存在高風(fēng)險(xiǎn)隱患的存在，相關(guān)人員必須抓緊時(shí)間找出危險(xiǎn)原因所在，保障危險(xiǎn)排除的時(shí)效性，從而保障整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性所在。

六、運(yùn)行管理需加強(qiáng)

（一）繼電保護(hù)缺陷處理

繼電保護(hù)裝置的維護(hù)、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(yīng)當(dāng)加強(qiáng)主網(wǎng)繼電保護(hù)缺陷管理，做好缺陷分析工作。

（二）加強(qiáng)繼電保護(hù)過程管理工作

近年來隨著國(guó)內(nèi)綜合自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)繼電保護(hù)裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)提出了更高要求，相應(yīng)要進(jìn)行二次設(shè)備升級(jí)改造，當(dāng)對(duì)于保護(hù)設(shè)備、控制部分要更換或者是當(dāng)?shù)卮位芈芬写蟾倪\(yùn)的改造施工的情況下，加上停電時(shí)間比較短，這樣時(shí)間短任務(wù)重的情況下，對(duì)于自動(dòng)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(fā)生繼電保護(hù)“三誤”事故。因此，繼保裝置的缺陷處理這塊還需要廣大技術(shù)工作者加以重視。

（三）加強(qiáng)保護(hù)整定計(jì)算管理

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，繼電保護(hù)整定計(jì)算的工作量也越來越大，而且整定計(jì)算的定值無法通過實(shí)際故障的情況，來驗(yàn)證其選擇性和靈敏度。

結(jié)束語：

在祖國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的新時(shí)期，繼電保護(hù)工作充滿了挑戰(zhàn)和基于。廣大繼電工作者要清醒認(rèn)識(shí)肩負(fù)的責(zé)任和使命，勇于擔(dān)當(dāng)，樂于奉獻(xiàn)，做電網(wǎng)安全的堅(jiān)強(qiáng)衛(wèi)士，以高度的責(zé)任感、強(qiáng)烈的事業(yè)心、務(wù)實(shí)的工作態(tài)度，盡職盡責(zé)努力完成好各項(xiàng)任務(wù)，為保障我國(guó)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行做出新的更大貢獻(xiàn)。

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