继电保护技术的特性与发展趋势

2014-09-17何耀宇蔺颖平何益平

中国高新技术企业 2014年18期

关键词：断路器电力系统继电保护

何耀宇+蔺颖平+何益平

摘要：继电保护技术能够反映电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，能够向人们发出警示信号或直接控制断路器终止故障的扩大。文章提出在电力系统中需要建立安全监控系统，监控各种运行状态并实施控制，以保障系统的安全运行。

关键词：继电保护；断路器；电力系统

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0007-02

1 继电保护的作用

继电保护主要利用系统中元器件发生短路或异常工况时的电流、电压、频率等的变化，从而诊断系统的异常。它的基本任务是：（1）短路故障是电力系统经常发生的故障，继电保护装置能够迅速做出响应，及时准确地切除故障设备，同时，将系统中未出现异常的部分能够迅速恢复工作，将故障对系统造成的影响降低到最低程度；及时断开故障设备还可以避免其再次受到破坏；（2）系统中设备的运行参数出现异常时，继电保护装置根据设备的异常情况和维护条件，及时发出信息，通知相关人员或保护装置做出相关处理。

继电保护装置在电力系统中的主要作用是监测相关设备的运行参数，预防事故的发生或缩小事故的影响范围，使系统的运行更加稳定。因此，继电保护装置是保护电力系统运行的重要组成，对系统的运行状态进行

监测。

2 继电保护的基本特性

继电保护有四个基本特性，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

2.1 选择性

选择性指电力系统中的设备或线路发生故障时，继电保护装置只是将故障部分从系统中切除，不能误动作将正常运行的部分切除，如果故障设备或线路不能及时动作，需要故障的相邻设备及时切除故障源。即要求继电保护装置有选择地动作，不能出现无选择地误动作。

2.2 速动性

速动性就是指继电保护装置能够快速切除故障设备。要求快速动作的主要原因如下：

2.2.1 系统运行的稳定性需要继电保护装置快速切除故障设备，避免故障设备的再次损害，影响整个系统的运行。

2.2.2 快速切除故障可以将故障造成的影响降低在最小的范围之内，避免事态的扩大化，系统可以根据情况快速地将重合闸、备用电源或设备投入系统中，使系统恢复正常运行。

故障设备的快速切除，提高了电力系统的可靠性。切除故障的时间是指从发生短路故障的时刻起到断路器跳闸电弧熄灭为止的时间。所以，为了减小快速切除故障的时间，保护装置的动作时间尽量缩短，同时使用快速跳闸断路器。

2.3 灵敏性

灵敏性是指继电保护装置检测系统中电气设备或线路的运行情况，当发生短路故障或异常时，装置灵敏地察觉到故障的发生，并锁定故障设备。

2.4 可靠性

可靠性是指在系统发生故障时，保护装置应该做出响应进行动作，不能因为其自身的缺陷不做相关响应；而对不应该保护装置做出响应的任何情况，保护装置都不应该做出响应。继电保护装置必须具有很高的可靠性，保护装置不响应或误响应，都会给电力系统带来严重的后果。

3 继电保护的发展趋势

随着信息化时代的来临，计算机技术的发展正在影响着人们的生产和生活的方方面面，各工业领域都引入了计算机，新的控制算法（如模糊控制、神经网络、遗传算法等）和方法开始在继电保护中使用，推动继电保护的研究向计算机化、网络化、智能化以及控制、保护、测量和数据通信一体化的方向发展。

3.1 计算机化

随着计算机软硬件的快速发展，使得微机保护的硬件性能在成倍增加；电力系统对微机保护的要求越来越高，已不仅仅局限于基本的保护功能，还需要大容量故障数据和信息的长期存放磁盘空间，快速的数据处理能力，与其他控制装置实现数据共享、网络资源共用等，功能的提升需要继电保护装置从微机化向计算机化的方向发展，即继电保护的微机保护相当于一台计算机。但如何根据电力系统自身的特点，提高继电保护的可靠性，更好地保障电力系统的可靠运行，还有很多问题值得我们进行深入的探索。

3.2 网络化

网络是信息和数据通信的工具，是信息传输的载体，已大量应用于工业领域的数据通信。目前，纵联差动保护使用通信通道将保护装置联结起来，使某处检测的电气量传输到其他的保护装置；但大部分继电保护装置并没有实现信息的网络化。继电保护的目的在于保障整个系统的安全可靠稳定运行，缩小故障的影响，及时切除故障源。所以，各保护装置之间的运行参数和故障数据共享，各保护单元与重合闸装置在分析运行信息和故障数据后协调各保护装置的动作，保障系统的安全可靠稳定运行。各保护装置间的运行信息和故障数据的共享就需要借助于网络通道进行传输，即实现保护装置的网络化。

3.3 智能化

近年，智能电网得到了快速的发展，分布式发电、交互式供电模式对继电保护装置的要求越来越高，另外，信息技术突飞猛进的发展使得数字化技术在各行各业的应用日益普及，高精度传感器可以实时监测电网的输电、配电、供电等关键设备的运行状态，并把采集的数据通过网络系统传送到微机中，进行数据分析。通过这一过程实现对电力系统运行状态监测，实时保护系统的安全可靠运行。继电保护系统不仅保护自身的运行状态，还对关联的相关设备运行状态进行保护。保证及时准确地识别故障，同时保证在无人或少量人工干预的情况下，快速隔离故障，并尽可能恢复故障设备的功能，避免对系统运行造成更大的危害。

3.4 控制、保护、测量和数据通信一体化

继电保护在计算机化、智能化以及网络化的条件下，每个保护装置都是电力系统的智能终端。保护装置可以获取系统运行信息和故障数据，也可以将所获得的被保护元件的相关参数传送到网络控制中心或其他智能终端。因此，微机继电保护装置不仅完成传统的继电保护功能，而且可实现正常运行状态下控制、保护、测量和数据通信一体化的功能。

4 继电保护运行的安全措施

4.1 继电保护装置检验

整组试验和电流回路升流试验是继电保护装置的重要试验，因此继电保护装置检验时要将上述试验放在最后进行，这两项检验工作完成后，禁止再拔插件、修改定值、改变二次回路接线等。

4.2 一般性检查

一般性检查是一项基础的检查，如检查连接件的紧固程度，焊接点是否存在虚焊，机械特性等。一般性检查的重点内容有检查插件、芯片是否按紧，是否有虚焊点以及螺丝紧固等。

4.3 接地问题

继电保护工作中接地问题有：需认真检查保护屏的各装置机箱屏障等的接地是否严格接到了屏内的铜排上；保护屏内应该用较大截面的铜排或导线可靠紧固在接入地网，并且检测电阻是否符合要求。

参考文献

[1] 贺家李，李永丽，董新洲，等.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2] 张玉英.关于供电系统继电保护可靠性分析[J].科技创新与应用，2014，（4）.

[3] 祝水根.电力系统继电保护新技术的发展探讨[J].电源技术应用，2014，（3）.

[4] 朱俊杰.继电保护状态检修规划研究[D].上海交通大学，2013.