繼電保護在電力系統中的應用

1 繼電保護發(fā)展現狀

　　近年來(lái)，電網(wǎng)規模不斷擴大，為了適應電力系統安全穩定運行的要求，繼電保護技術(shù)也在迅速地發(fā)展。同時(shí)，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)也為繼電保護技術(shù)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安全運行的重要設備，滿(mǎn)足電力系統安全運行的要求是繼電保護發(fā)展的基本動(dòng)力。選擇性、速動(dòng)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(gè)目標，繼電保護專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員借助各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段做出了不懈的努力。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，在繼電保護原理完善的同時(shí)，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(jīng)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(kāi)始我國繼電保護技術(shù)已步入了微機保護的時(shí)代。

　　2 繼電保護技術(shù)在電力系統中的顯著(zhù)特點(diǎn)

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

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

　?。?）改善和提高繼電保護的動(dòng)作特征和性能，正確動(dòng)作率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性； 其很強的記憶力能更好地實(shí)現故障分量保護； 可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數學(xué)理論和技術(shù)，如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等，其運行正確率很高，已在運行實(shí)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(dòng)重合閘、故障錄波、故障測距等功能。

　?。?）工藝結構條件優(yōu)越。體現在硬件比較通用，制造容易統一標準； 裝置體積小，減少了屏位數量；功耗低。

　?。?）可靠性容易提高。體現在數字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、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(lái)越友好。其維護調試也更方便，從而縮短維修時(shí)間； 同時(shí)依據運行經(jīng)驗，在現場(chǎng)可通過(guò)軟件方法改變特性、結構。

　?。?）可以進(jìn)行遠方監控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監控系統的通信聯(lián)絡(luò )使微機保護具有遠方監控特性。

　　3 電力系統中繼電保護裝置缺陷處理

　　電力系統繼電保護裝置在長(cháng)期運行過(guò)程中可能會(huì )出現一些危及電網(wǎng)安全穩定運行的缺陷。常見(jiàn)的缺陷種類(lèi)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(diǎn)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(shí)，斷開(kāi)直流電源可能會(huì )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(shí)可瞬間打開(kāi)跳閘壓板。

　　3.2 信號回路缺陷

　　信號回路缺陷通常比較直觀(guān)，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(cháng)期帶電或經(jīng)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(xiàn)涉及的元件和地點(diǎn)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(xiàn)圈、輔助接點(diǎn)及相關(guān)閉鎖回路組成?？刂苹芈啡毕菀话惆l(fā)生在設備停送電、保護動(dòng)作、自投裝置或重合閘動(dòng)作時(shí)。其主要原因如下：

　?。?）操作回路原理設計或接線(xiàn)存在問(wèn)題，在設備傳動(dòng)時(shí)未曾發(fā)現；

　?。?）把手操作失靈，指示燈壞；

　?。?）閉鎖回路接點(diǎn)異常；

　?。?）斷路器主觸頭與二次輔助接點(diǎn)不配合；

　?。?）斷路器操作機構存在問(wèn)題；

　?。?）自投裝置或重合閘相關(guān)回路存在問(wèn)題；

　?。?）人為誤操作造成保護誤動(dòng)或拒動(dòng)。

　　3.4 缺陷的防范

　　要采取預防措施，從設備改造、保護校驗、日常維護及執行反措等方面來(lái)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(jīng)驗，防止同類(lèi)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的缺陷。在裝置缺陷多、超期服役且功能不滿(mǎn)足電網(wǎng)對110 kV、220 kV 線(xiàn)路保護的要求時(shí)應及時(shí)更換微機線(xiàn)路保護，從而保證保護裝置的正常運行，達到提高系統穩定的作用。

　　此外，現場(chǎng)工作人員還需要不斷提高技術(shù)、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(shù)資料以及相關(guān)設備的運行和檢測數據的資料。對設備日常狀態(tài)的檢修，要在設備生命周期中各個(gè)環(huán)節都必須予以關(guān)注，進(jìn)行全過(guò)程的管理。

　　其次，要對設備運行狀態(tài)數據進(jìn)行及時(shí)、全面的統計分析。首先要了解設備出現故障的特點(diǎn)和規律，進(jìn)而通過(guò)對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數據的分析，預先判斷分析故障出現的部分和時(shí)間，在故障未發(fā)生時(shí)，及時(shí)地排查。提高保護裝置的安全系數和使用周期，保證電力系統的正常運行。

　　再次，要了解繼電保護技術(shù)發(fā)展趨勢，采用新的技術(shù)對設備進(jìn)行監管和維護。在電力系統高速發(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(shù)的應用，唯此才能保證保護裝置的科學(xué)有效，從而在電力系統的保護中發(fā)揮應有的作用。

　　5 繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景

　　繼電保護技術(shù)在電力系統中的應用前景主要體現在以下幾個(gè)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(shù)的功能性必將越來(lái)越多、越來(lái)越強，可根據故障的顯性進(jìn)行適當的控制運用。

　　5.2 顯著(zhù)的電子數據主動(dòng)化特性凸現

　　計算機數據自動(dòng)化發(fā)展越來(lái)越快，繼電保護技術(shù)的現代化發(fā)展也必然得到充分的體現，即電子數據主動(dòng)化性能必將得到顯現。

　　5.3 繼電保護技術(shù)的運用方便靈活

　　該項技術(shù)廣泛應用，將使得電力線(xiàn)路維護調試也變得更加方便。在運行過(guò)程中，操作者可根據電流值，進(jìn)行適當調整。

　　歸結起來(lái)，主要是走向計算機化、網(wǎng)絡(luò )化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化方向。

　　6 結語(yǔ)

　　我國電力系統繼電保護技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。隨著(zhù)電力系統的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護技術(shù)面臨著(zhù)進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現原理突破和應用，由數字時(shí)代跨入信息化時(shí)代，發(fā)展到一個(gè)新的水平。這對繼電保護工作者提出了更高的要求，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。