浅析35kV变电站继电保护装置的运用

李东亮

【摘 要】继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，对于电力稳定、持续运行具有重要的意义。本文简要介绍了继电保护装置的基本构成和动作过程，并分析了35kV变电站赋予继电保护装置的基本任务和对继电保护装置性能的基本要求。

【关键词】继电保护装置；电力系统；35kV变电站

随着我国社会经济的稳步发展，电力需求不断增大，越来越多的变电站不断建设起来。35kV变电站作为我国电网的重要组成部分，其安全性和可靠性是电能能否稳定传输的重要保障。电力系统在运行过程中，会因为各种各样的原因发生故障，由电力系统故障引发事故所造成的损失往往是不可估量的，因而，继电保护技术和装置的应用已成为确保电力运行安全和稳定的最迫切的任务。

一、继电保护装置的基本构成

通常来讲，完整的继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部分组成。尤其是在微机继电保护装置中，上述三个部分更是不能够截然分离开的。

1.测量部分

测量部分由数据采集、数据处理、保护判据运算等部分组成。测量部分是针对测量得到的被保护对象的相关电气量进行计算，并将计算结果与给定的整定值进行比较，比较结果以“是”、“非”、“大于”、“不大于”等逻辑信号的形式表达，进而做出是否需要执行保护动作的判断。

2.逻辑部分

逻辑部分基于测量部分给定的各输出量的大小、性质及输出的逻辑状态和其出现顺序或组合，使继电保护装置按一定的逻辑关系进行分析和对比，最后确定是否应该发出报警信号或使断路器跳闸的动作信号，并将相关的信号指令传送给执行部分。

继电保护装置中常用的逻辑关系回路包括：“与”、“或”、“非”、“是”、“否”、“延时启动”、“延时返回”等。

3.执行部分

执行部分，即继电保护装置的输出部分，执行部分的任务是根据逻辑部分输出的信号，最终实现该继电保护装置所承担的保护动作。

二、电力系统中继电保护装置的动作过程

对于继电保护装置来说，其动作过程可分为启动、判断和闭锁三个阶段。

第一个阶段启动，当系统处于正常运行的状态下，继电保护装置的启动元件会将各个出口闭锁，只有当电力系统处于某种故障条件下，相应的启动元件才会具备启动条件，准备启动相应的出口。

第二个阶段判断，是指在满足了启动条件的前提下，由继电保护装置内部的逻辑判断部分进行分析和判断，而此时起到决定性作用的评判标准，便是前期输入到装置中的“整定值”。如果反馈没有达到整定值的标准，那么装置不会做出任何反映；如果满足了整定值的要求，则保护装置将进入最后的闭锁阶段。

第三个阶段闭锁就是在反馈满足了保护装置整定值的要求的前提下，在对相应出口发出启动指令之前进行的对电力系统中一些附加条件的自行判断的过程，一旦附加条件也得到满足，跳闸指令将被发出，进而实现保护动作。

三、在35kV变电站中继电保护装置的主要任务

1.监视系统运行状况

35kV变电站是电力系统的重要组成部分，承担了区域供电的任务，所以一旦发生重大故障，将严重威胁该区域的供电稳定和用电安全。而当故障发生时，继电保护装置将快速、准确地向距离故障点最近的上级断路器发出跳闸指令，以求尽可能地控制故障的影响范围，弱化故障对电力系统的影响。因此，在35kV变电站选用继电保护装置时，应该着眼于大局，合理地完成继电保护设计、装置选型和安装调试，使整个电力系统连接成为一个统一的整体，这样才能够确保对35kV变电站及相应电力系统进行合理、有效地跟踪和监视。

2.及时反馈电力系统的非正常状态

应用于35kV变电站中的继电保护装置的另一项主要任务，即及时反馈相应电气设备的非正常运行状态。当相关的电气设备及元器件出现异常状态或满足需检修的条件时，继电保护装置将通过通信系统将信息及时反馈给值守人员，以便做出相应处理。

四、35kV变电站对继电保护装置的基本要求

对于35kV变电站，继电保护装置的主要作用是：当元器件或外线路发生有可能危及电力系统运行的故障时，装置自动发出报警，并在一定条件下发出跳闸指令使相应断路器跳闸，以避免由于故障的进一步扩大化而造成更大的损失甚至事故。现阶段我国35kV变电站所采用的继电保护装置需要满足四项基本要求，即：灵敏性、快速性、可靠性和选择性。

1.灵敏性

灵敏性所指的是继电保护装置对发生在其保护的范围内的任何元器件故障，以及非正常运行状态的反应能力。

应用于35kV变电站中的继电保护装置，要对相关设备的正常运行及故障状态具有明确的感知、判断并做出相应的动作，从而最大限度地控制故障带来的隐患。一般来说，装置的灵敏性是要根据相关的灵敏度系数来设定的，而并非越高越好。

2.快速性

对故障部分迅速地进行切除，不但可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少设备在低电压状态下的运转时间，也可以减小故障元器件的损坏程度，进而避免对电力系统更大规模的破坏。因而，当电力系统发生故障时，应力争使继电保护装置能够快速地动作，将故障切除。

故障切除的总时间，等于继电保护装置和断路器的动作时间的总和。通常情况下，继电保护装置的速断保护动作时间约为0.02s到0.04s之间，有些装置可以达到0.01s到0.02s之间；而断路器跳闸动作时间通常为0.06s到0.15s之间，比较灵敏的断路器可能达到0.02s到0.04s之间。

3.可靠性

针对发生在电力系统中的各种各样的故障或非正常模式下运行的状态时，继电保护装置要避免误动、拒动等情况的发生，在快速判断系统运行状态是否正常的同时，做出相应的正确且可靠的动作。

4.选择性

当运行中的电力系统发生故障时，继电保护装置在保证快速和可靠的同时，要有针对性地对故障段的供电进行切除，即选择距离故障点最近的开关设备进行关断处理，从而达到使故障影响范围尽量缩小、保障系统中没有故障的部分仍能够正常工作的目的。

参考文献：

[1]王文灿 35kV变电站继电保护装置的科学应用[J]. 中国高新技术企业 2011（20）

[2]张燕飞 35kV变电站继电保护相关问题探讨[J]. 科技创新与应用 2013（19）

[3]贺家李等著 电力系统继电保护原理（第4版）[M]. 北京：中国电力出版社. 2010年8月