浅谈电厂继电保护技术的基本原理及其应用分析

刘涛

摘 要：电力系统的继电保护是确保电网正常运行的一个重要保证。近年来随着我国经济水平的不断增加，人们对于电力的运行安全性与稳定性也提出了更高的要求，这也就需要对现有的电厂继电保护技术进行进一步的完善与优化，只有这样才能够取得一个良好的继电保护效果，并为我国电网系统的稳定运行提供一个良好的基础。该文就电厂继电保护技术及其基本原理以及具体应用进行了分析研究。

关键词：电厂 继电保护 基本原理

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0059-02

1 进行继电保护的意义分析

1.1 确保电厂得以正常运行

当电厂中的一些电力系统元件出现故障时，其继电保护装置就能够及时准确地对距离最近的断路器发出指令，并使得跳闸，这样就能够使得故障元件能够及时地从电力系统中断开，并使得其对于整个电网系统的影响尽可能的降低，这样也能够确保该电厂得以正常运行。

1.2 对电力系统的运行状况进行监控

继电保护装置不仅可以进行故障反应以及故障处理，还能够对电厂中各个设备的具体运行状况进行有效监控。在电厂的具体生产过程中，一旦某一电力设备没能够正常运行，该继电保护装置就会直接发出信号，这样相应的维护工作人员就能够及时接收到故障信息并对此进行相应的处理。此外，通过继电保护技术的合理应用，也能够在故障发生的第一时间内及时将可能引起事故的电气设备进行关闭，并借此达到消除安全隐患以及降低经济损失的效果。

2 继电保护装置的原理与工作任务

2.1 工作原理

继电保护装置的基本原理是利用系统中故障或者是异常情况发生时，电流、电压，或者功率、频率的变化，构成继电动作保护原理。除上述情况外，也可以是其他物理量。比如变压器油箱故障时，由于大量的瓦斯产生，油的流速会增大，油压的强度会增高。继电装置包括了测量部分、逻辑部分、执行部分等。

2.2 工作任务

当供电系统处于正常状态时，继电装置能够对系统及设备的运行状态进行监控，并为值班工作人员提供一定的工作依据。当系统发生故障时，保护装置能够自动、及时并且有选择性的切除故障部分，确保非故障部分能够正常运行，从而将故障造成的影响控制在最小范围内。当系统运行出现异常情况时，能够及时准确地发出警报，提醒工作人员及时处理问题。

2.3 继电保护装置的基本要求

首先是选择性。当供电系统出现故障时，保护装置能够选择性地切除故障部分。具体的操作是将离故障位置最近的断路器断开，以此来保障系统其他部分能够正常运行。将故障带来的影响控制在一定的范围内。

其次是灵敏性。灵敏性体现了保护装置对异常工作情况与故障的反映能力。具体的要求是，无论故障点在保护装置范围内的位置如何，或者故障的性质如何，保护装置在故障存在的情况下能够正常发生动作。当故障处于保护区外时，不会发生错误的动作。对保护装置灵敏性衡量通常是灵敏系数。

再次是速动性。保护装置能够在最短的时间内消除故障，故障消除的时间越短，电流对设备造成的损坏就会越轻。加快电压恢复，为设备启动创造有利条件。

最后是可靠性。保护装置要能够正常发生动作并且随时都处在准备工作状态。如果装置的可靠性不能够满足要求，保护装置就可能会起到相反的作用。为确保装置的可靠性，要求保护装置在安装调试、整定计算工作方面不存在问题。而组成保护装置的元器件也要质量有保证，系统尽可能简化，以提升保护装置的可靠性。

3 继电保护技术在电厂中的具体应用分析

3.1 进行电网的距离保护

距离保护通常指的是反映保护安装处到故障点之间的距离，并在距离实际远近基础上来确定动作时限的一种保护装置。借助于对保护安装处以及故障点两点距离的有效测量，则能够对两点之间的阻抗大小进行合理的测量，因此电网的距离保护也被称为了阻抗保护。在电网正常运行的过程中，其保护安装处所测量到的电路阻抗一般为负荷阻抗，但是在出现了线路故障的情况下，因为其测量电压以及测量电流的变化，也会导致该短路阻抗出现一定程度的降低，而在电力系统出现了短路的情况下，其电路阻抗的测量值也会直接出现一定程度的转变，并使得原本的负荷阻抗开始转变为短路阻抗。而该测量阻抗值超出了系统预定的范围之后，该继电保护装置就会产生作用，并会关闭出现故障的电气元件。

3.2 进行电厂变压器的保护

变压器一旦处于不正常的工作状态下，其就会产生过负荷、外部短路引起的过电流、因为冷却系统的故障而导致温度升高等诸多情况，并会对整个电力系统的正常运行造成严重的威胁。此外，现阶段我国电力系统多运用的是大容量的变压器，这种变压器其额定工作的磁通密度相对较大，在具体工作的过程中其工作磁密与电压频率也呈现为正比例。而在电压低频率的运行状态下，就可能导致该变压器出现了过励磁故障等。而变压器上的继电保护便能够在出现了上述故障以及异常状态的情况下，在第一时间借助于断路器进行故障变压器的有效切除，并及时对相应的维护工作人员发出信号。这样维护人员就可以在此基础上对该变压器所存在的各种故障进行及时消除。现阶段电压变压器继电保护的主要方式存在纵差动保护、相互短路的后备保护以及瓦斯保护等多种形式。

3.3 进行输电线路的保护工作

（1）输电线路的纵联差动保护：该保护方式的工作原理在于对保护线路两端的电流大小以及相位原理进行测量。而当输电线路在运行过程中出现了故障的情况下，其流入到继电线圈中的电流也就会发生一定程度的改变，通过对该电流量进行实时的监控，就能够在出现故障的第一时间内进行有效处理。（2）光纤纵联差动保护：该保护模式借助于光纤通道来将测量的信号进行有效传递，其工作原理在于先将电信号转变为光信号，然后再将该信号进行传输，当一端接收到该光信号之后，立即将其转变为电信号，并对其进行相位以及方向的比较，在此基础上来确保保护是否动作。（3）高频保护：对于一些具有高电压以及远距离的输送电路，还需要进行全线速动保护的配置，并将其作为继电保护技术的主保护形式。借助于该继电保护技术能够对输电线路两侧的电气量进行即时反应，这也就需要拥有能够对两端电气量进行及时反应以及传输的通道。现阶段在220 kV以及以上的电网系统中，就多运用高频保护技术来作为输电线路的主保护技术。而高频保护的原理在于合理运用载波技术，并将输电线路作为一个重要的传输渠道，来将线路两侧的工频电力量调制在40 V～500 kHz的高频电波上，并沿着输电线路这一通道进行相互传送。两侧保护在受到该高频信号之后，再将其进行还原，并在此基础上来进行判断该区域存在的是区内故障还是区外故障。就工作原理进行分析，高频保护对于保护线之外的故障是不会发生反应的。

4 结语

随着我国经济的不断发展以及科技水平的进一步提升，使得人们对于电网运行的稳定性要求也就变得越来越高。而为了达到这一效果，也就需要在电网运行的过程中对继电保护技术的应用进行有效加强，这样才能够确保我国的电力系统得以顺利进行，并使得该电厂的生产效率以及生产力得到有效的提升。因此说继电保护技术的进一步应用是我國电网系统的一个必然发展趋势，并能够促进我国的经济水平得到进一步发展。

参考文献

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[2] 胡冰.浅谈电厂继电保护技术的基本原理及其应用分析[J].城市建设理论研究：电子版，2013（32）.

[3] 范玲.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].城市建设理论研究：电子版，2016（11）：1265.endprint