繼電保護在電力系統(tǒng)中的應用

1 繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀

　　近年來，電網規(guī)模不斷擴大，為了適應電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求，繼電保護技術也在迅速地發(fā)展。同時，計算機技術、網絡通信技術也為繼電保護技術的發(fā)展注入了更新的活力。繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要設備，滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求是繼電保護發(fā)展的基本動力。選擇性、速動性、靈敏性和可靠性是對繼電保護的四項基本要求。為達到這個目標，繼電保護專業(yè)技術人員借助各種先進科學技術手段做出了不懈的努力。經過近百年的發(fā)展，在繼電保護原理完善的同時，構成繼電保護裝置的元件、材料等也發(fā)生了巨大的變革。繼電保護裝置經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發(fā)展階段。從20 世紀90 年代開始我國繼電保護技術已步入了微機保護的時代。

　　2 繼電保護技術在電力系統(tǒng)中的顯著特點

　　微機保護充分利用了計算機技術上的兩個顯著優(yōu)勢： 高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D 模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術，使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護，而顯示了強大生命力。

　　與傳統(tǒng)的繼電保護相比，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下：

　?。?）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性； 其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護； 可引進自動控制、新的數(shù)學理論和技術，如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經網絡等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。

　?。?）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。

　?。?）工藝結構條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準； 裝置體積小，減少了屏位數(shù)量；功耗低。

　?。?）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響； 且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

　?。?）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調試也更方便，從而縮短維修時間； 同時依據(jù)運行經驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結構。

　?。?）可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡使微機保護具有遠方監(jiān)控特性。

　　3 電力系統(tǒng)中繼電保護裝置缺陷處理

　　電力系統(tǒng)繼電保護裝置在長期運行過程中可能會出現(xiàn)一些危及電網安全穩(wěn)定運行的缺陷。常見的缺陷種類及原因分析歸納如下：

　　3.1 直流接地缺陷

　　接地支路的接地點查找基本原則是先室外后室內，先電纜后裝置，先老化設備后新設備。此外，在查找直流接地時，斷開直流電源可能會對保護裝置和二次回路有影響，要注意做好安全措施，必要時可瞬間打開跳閘壓板。

　　3.2 信號回路缺陷

　　信號回路缺陷通常比較直觀，主要發(fā)生在指示燈、光子牌、光耦等設備上。這些設備由于長期帶電或經常沖擊帶電而損壞，處理辦法即更換新元件。3.3 控制回路缺陷

　　控制回路缺陷主要發(fā)生在斷路器的操作回路，其二次接線涉及的元件和地點較多，主要由控制把手、指示燈、操作箱、斷路器機構的跳合閘線圈、輔助接點及相關閉鎖回路組成。控制回路缺陷一般發(fā)生在設備停送電、保護動作、自投裝置或重合閘動作時。其主要原因如下：

　?。?）操作回路原理設計或接線存在問題，在設備傳動時未曾發(fā)現(xiàn)；

　?。?）把手操作失靈，指示燈壞；

　　（3）閉鎖回路接點異常；

　　（4）斷路器主觸頭與二次輔助接點不配合；

　?。?）斷路器操作機構存在問題；

　?。?）自投裝置或重合閘相關回路存在問題；

　　（7）人為誤操作造成保護誤動或拒動。

　　3.4 缺陷的防范

　　要采取預防措施，從設備改造、保護校驗、日常維護及執(zhí)行反措等方面來保證設備處于良好狀態(tài)，防止缺陷發(fā)生； 其次，對每一起缺陷都要做好總結分析，積累經驗，防止同類缺陷再次發(fā)生； 再次，必須保證快速、安全地消除運行中出現(xiàn)的缺陷。在裝置缺陷多、超期服役且功能不滿足電網對110 kV、220 kV 線路保護的要求時應及時更換微機線路保護，從而保證保護裝置的正常運行，達到提高系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。

　　此外，現(xiàn)場工作人員還需要不斷提高技術、技能水平，提高預防缺陷和處理缺陷的能力。

　　4 繼電保護裝置的使用與維護

　　繼電保護裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達到基本運行條件的要求，還要在日常的檢測和維護上做好工作。

　　首先，要全面了解設備的初始狀態(tài)。繼電保護設備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運行。因此，必須注意收集整理設備圖紙、技術資料以及相關設備的運行和檢測數(shù)據(jù)的資料。對設備日常狀態(tài)的檢修，要在設備生命周期中各個環(huán)節(jié)都必須予以關注，進行全過程的管理。

　　其次，要對設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時、全面的統(tǒng)計分析。首先要了解設備出現(xiàn)故障的特點和規(guī)律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預先判斷分析故障出現(xiàn)的部分和時間，在故障未發(fā)生時，及時地排查。提高保護裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

　　再次，要了解繼電保護技術發(fā)展趨勢，采用新的技術對設備進行監(jiān)管和維護。在電力系統(tǒng)高速發(fā)展、繼電保護設備不斷更新?lián)Q代、繼電保護設備不夠完善的情況下，必須加強對新技術的應用，唯此才能保證保護裝置的科學有效，從而在電力系統(tǒng)的保護中發(fā)揮應有的作用。

　　5 繼電保護技術的發(fā)展前景

　　繼電保護技術在電力系統(tǒng)中的應用前景主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　5.1 繼電保護功能深步拓寬

　　計算機的廣泛應用和在計算機輔助設計功能的幫助下，繼電技術的功能性必將越來越多、越來越強，可根據(jù)故障的顯性進行適當?shù)目刂七\用。

　　5.2 顯著的電子數(shù)據(jù)主動化特性凸現(xiàn)

　　計算機數(shù)據(jù)自動化發(fā)展越來越快，繼電保護技術的現(xiàn)代化發(fā)展也必然得到充分的體現(xiàn)，即電子數(shù)據(jù)主動化性能必將得到顯現(xiàn)。

　　5.3 繼電保護技術的運用方便靈活

　　該項技術廣泛應用，將使得電力線路維護調試也變得更加方便。在運行過程中，操作者可根據(jù)電流值，進行適當調整。

　　歸結起來，主要是走向計算機化、網絡化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向。

　　6 結語

　　我國電力系統(tǒng)繼電保護技術的發(fā)展經歷了四個階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應用，由數(shù)字時代跨入信息化時代，發(fā)展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了更高的要求，也開辟了活動的廣闊天地。