电力系统继电保护的应用研究

张明群

【摘 要】如何保证电网运行安全、避免故障及连锁反应是电力发展迫切需要解决的现实问题。本文就继电保护的基本要求，继电保护安全运行要求，新技术在继电保护中应用进行了探讨。提出了本人的一些看法，可供同行参考借鉴。

【关键词】电力系统；继电保护；应用

1.前言

继电保护技术的发展是电力安全发展趋势的一种必然选择，也是企业在供电过程中不可缺少的一种重要应用工程。该技术的运用必将随着电力的不断发展而提升。在现代化的电力需求中，家电设备增多、企业用电机器增多、发电机容量增大等多种客观方面的原因使得电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大。这就需要一种既能够保护机器正常运转，又能够对短路等用电现象提出及时警报的技术。无疑，继电保护技术便应运而生。本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这就促进科技工作者做出很大努力，确保电网的有序合理的进行。

2.继电保护的基本要求

电力系统继电保护的基本要求包括选择性和速动性。当发生故障时，继电保护不仅要有选择地切除故障路线，而且要在保障可靠性和稳定性的前提下尽量快速地执行，以最大限度地减少故障造成的损失。这种在电流瞬时增大时动作的电流保护就是电流速断保护。传统的速断装置是在离线状态下，假定工作在最大运行方式下，线路末端发生短路时确定出整定值并让设备依据这个值来进行保护工作。随着电力系统的不断发展，电网结构越来越复杂，其规模越来越大，而且处在不断地变化之中，使电力系统故障变得多种多样，这使得传统的速断保护装置显得力不从心。一方面，整定值虽然相对合理，但与实际运行状态仍有区别，它必将导致保护装置不能总是运行在最佳状态；另一方面，整定值是假设工作在最大运行方式下得到的，当系统运行在其它（或最小）运行方式时，保护可能失效。自适应电流速断保护出现在20世纪80年代，它的特点是可以根据电力系统的运行方式和故障状态实时改变保护性能和整定值。这种集实时信息采集、信号处理及微机继电保护等新技术于一体的技术装置很好地解决了上述问题。

3.继电保护安全运行要求

3.1一般性检查的重要性

一般性检查在现场是容易被忽略的项目，工作人员应该认真去做。一般性检查大致包括以下两个方面：首先清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊等机械特性。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多，特别是新安装的保护屏经过运输搬运，大部分螺丝已经松动，在现场就位以后，必须认认真真一个不漏地紧固一遍，否则就是保护拒动，误动的隐患。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

3.2继电保护装置检验

将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作网。电流回路升流和电压回路升压试验，也必须在其它试验项目完成后最后进行。在定期检验中，经常在检验完成后或是设备进入热备状态，或是投入运行而暂时没负荷，在这种情况下是不能测负荷向量和打印负荷采样值的。

3.3工作记录和检查习惯

工作记录必须认真、详细，真实地反映工作的一些重要环节，这样的工作记录应该说是一份技术档案，在日后的工作中是非常有用的。继电保护工作记录应在规程限定的内容以外，认真记录每一个工作细节、处理方法。工作完成后认真检查一遍所接触过的设备是一个良好的习惯，它往往会发现一些工作中的疏漏，对于每一位继电保护工作人员来说都应该养成这一良好的工作习惯。

3.4接地问题

保护屏各装置机箱的接地问题，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。最重要的是，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

4.新技术在继电保护中应用

微机继电保护技术未来发展趋势向着网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机技术日新月异地发展以及微机继电保护的广泛应用，新的控制理论和方法被不断应用于微机继电保护中，希望取得更好的保护效果，从而推动微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。

4.1继电保护网络化

网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使社会生产和社会生活发生了翻天覆地的变化。也为微机继电保护提供了强有力的通信支持。到目前为止除了差动和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于快速、准确地切除故障元件，尽量缩小事故范围，其主要原因是缺乏强有力的数据通讯、数据处理、数据上传的联网手段。实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置实现网络化，将每一点的保护装置都串联起来，统一由主站协调管理，即实现微机保护装置的网络化。实现微机保护装置的网络化，可以在最短的时间内，准确地判断出故障的性质、位置及故障参数的检测、发生故障的原因等，并在最短的时间内发出指令给相应的保护装置，快速切除故障，缩小故障的范围，提高整个系统安全性、可靠性。

4.2自适应控制技术在继电保护中的应用

自适应继电保护的思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。

4.3人工神经网络在继电保护中的应用

专家系统、人工神经网络（ANN）和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，为继电保护的发展注入了活力。基于生物神经系统的人工神经网络具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点。其应用研究发展十分迅速，目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近几年来，电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。如用人工神经网络原理来实现高压输电线路的方向保护，提出用BP模型作为方向保护的方向判别元件。研究结果表明，该方向判别元件能准确、快速地判别出故障的方向。该方法充分说明了人工神经网络所具有的强大的自适应能力、学习能力和模式识别能力。

4.4变电所继电保护综合自动化技术

目前，广泛应用的变电站继电保护自动化系统为常规自动化系统，是应用自动控制技术、计算机信息采集和处理技术、通信技术，代替人工对变电所进行正常运行的监视、控制、操作、测量、记录和统计分析、故障状态的监视、报警和事件顺序记录与运行操作，大多不涉及继电保护、紧急控制、故障录波、RTU、维修状态信息处理等功能，整体功能相对简单。现代通信技术、计算机技术和网络技术为改变变电所目前保护、监控和计量装置等系统相互分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术支撑。随着高压、超高压电力网的发展，继电保护和综合自动化的紧密结合己成为可能，它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元（RTU）、微机保护装置为核心，将继电保护、控制、测量、信号、计费等功能纳入微机系统，取代传统的控制保护屏，能够大大降低设备投资和变电所的占地面积，提高一次设备的可靠性。随着微机性价比的不断提高，通信技术的迅速发展，以及标准化规约的陆续推出，变电站综合自动化成了必然发展趋势。

5.结束语

我国电网规模不断扩大，电力系统设备不断改进，电压等级不断提高，电力系统的安全稳定运行就显得尤为重要。继电保护装置作为电力系统最重要的组成部分，其安全可靠、稳定运行就成为电力系统最为关注的问题。

参考文献：

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