继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析 徐进

继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析徐进

摘要：继电保护自动化技术在保证电力系统的安全中发挥着至关重要的作用，

通过继电保护设备的运行，能够及时、准确的发现电力系统中存在的故障，及时

的发出报警信号，或者自动处理，尽可能的降低故障对电力系统造成的损坏，进

而把这哈你歌电力系统能够安全、稳定的运行，对电力系统的发展具有十分重要

的意义。基于此，本文就继电保护自动化技术在电力系统中的应用，同时期望继

电保护自动化技术的应用能够为电力生产和运行提供更可靠的安全保障。

关键词：继电保护；自动化；电力系统；应用

1继电保护自动化及其原理分析

继电保护装置在电力系统中的应用十分广泛，其能够有效的控制电力系统的

输变电输出系统，对于线路电压状态进行有效的控制。在电力系统变电站中，继

电保护装置主要具备以下方面的功能：保护线路的正常运作，对于高压线路进行

纵联以及零序来实现对电路的保护，对于低压电路则通过一些简单的电流保护策

略来保护电路；通过过流以及充电保护策略实现对于母线及母线间的联络的有效

保护；利用加载电容器来保护电路，避免电路出现过压、过流等问题；利用非电

量以及过流保护与差动保护实现对主变的保护。近年来，随着技术的发展与进步，继电保护系统的技术越来越先进，有效的确保了电力系统的稳定运行。

在继电保护自动化系统运行的过程中，分析系统的运行状态可以发现系统具

备十分完善的人性化设计，能够根据系统的运行状态显示相应的数据与文字，并

且还能够实现数据的打印。系统在设计的过程中还设置了相应的网络通信功能，

控制人员能够将系统接入网络，从而实现与外界的信息互通，利用网络系统能够

实现电力系统继电保护装置的远程遥控操作，进一步确保了系统运行的稳定性与

可靠性。此外，在进行继电保护装置设计的过程中，设计人员还考虑到了电磁对

设备运行的影响，做好了相应的电磁屏蔽防护，确保了系统运行过程中信号设备

运行的准确性与可靠性。

图1继电保护工作原理图

2继电保护自动化技术在电力系统中的应用

2.1接地保护

对于电力系统自动化保护装置，从线路接地的不同设置上来说，有两种不同

的方式。第一种是要保证电路出现问题时，第一时间将电源切断，从而保障电路

整体的安全性，这种是在大电流情况下实施的保护措施，因此被称为大电流型接

地保护电路。而另一种则是要保证在电路出现小问题时，及时发出预警信号，使

相关人员能够尽快维修，这种电路主要针对小电流经过情况下实施的保护措施，

也被成为小电流型接地保护电路。当电力系统电路粗线出现问题时，采取一定的

措施，可以在短时间内，促使电路恢复正常运转。以下三种为比较常见的情形：

2.1.1零序电压。在正常的电路系统中不存在零序电压情况，电力系统的三个

电压属于对称关系，且每一个系统都相互独立。但当电路出现问题时，零序电压

会在电路中出现，保护装置将在这种情况下，则会对系统发出预警信号，并自动

完成电压降低工作，使得维修人员能够及时根据电压情况确定故障来源。

2.1.2零序电流。电路出现问题时，零序电压的产生，会引发零序电流的升高。此时，保护装置会自动断开电源，最大限度的保护整个电路。

2.1.3零序功率。零序电流的升高范围，随着故障的出现而保持相对稳定性，

此时的零序功率会自动改变方向，这样就能够确保装置，有效预测整个电路的故障，并给予相应的保护。

2.2变压器保护

电路系统中变压器是很重要组成部分之一，可以维持电路系统的稳定运行。

再加上变压器的造价较高和内部组成复杂，在设置的初期就会利用继电保护自动

化技术进行针对性的保护。继电保护自动化技术对变压器的保护主要体现在三个

方面上，具体如下：

2.2.1短路保护。变压器的短路保护主要是继电保护自动化技术通过阻抗继电

保护器完成的，每当变压器内部短路时，阻抗继电保护器就会自动运行，如果运

行一段时间后，短路现象仍然存在，就会自主的切断电路，实现对变压器的保护。

2.2.2瓦斯保护。变压器的内部有油箱，如果有异常的电弧，绝缘材料和油都

会发生分解，产生有毒和易爆的气体。利用继电保护自动化技术能实现对瓦斯的

监控，当其浓度达到设定值的时候，就会自动切断电路，同时发出警报，通知维

修人员及时进行故障的排除。

2.2.3接地保护。因为地形以及其他原因的限制，许多变压器是不接地的，存

在很大的运行风险。因此，对于这类的变压器，都会利用继电保护自动化技术采

取零式电压保护，而对于直接接地变压器，可采用零式电流的方式进行保护。

2.3发电机组保护

发电机组是电力系统的电能来源，做好发电机组的继电保护工作同样十分重要。

2.3.1重点保护。发电机可能存在失磁故障，可以结合发电机相位、电流以及

中性点，对发电机形成纵联差动保护，而发电机单相接地电流超过整定值，可以

在发电机组上安装接地保护装置。发电机组定子绕组匝间短路会使发电机故障位

置温度升高，破坏绝缘层，威胁发电机运行安全，因此定子绕组内需要安装匝间

保护装置。

2.3.2备用保护。发电机定子绕组负荷过低，保护装置将会响应，跳闸切除电

源并告警，发电机组外部出现的故障能够及时切除，避免对机组造成影响，而过

电压保护主要目的是避免发电机低负荷情况下绝缘击穿。

2.4母线保护

继电保护自动化技术对母线的保护主要分为两种：（1）相位对比保护；（2）差动保护。相位对比保护是通过电路运行中的相位，进而分析母线的性能是否安

全稳定，若不稳定则切断电路，起到了保护的作用。差动保护是指在母线的元件

上设置敏感的电流互感器，当检测到差动过大，且差动会对母线产生破坏时，导

致继电保护切断电路，进而实现对母线的保护。在电路系统中母线的作用非常重要，是整个电路的“核心”所在。因为母线的设置大多数较为隐蔽，所以发生故障

后排查困难，往往需要耗费大量的时间。不仅如此，母线的更换价格也较贵，发

生故障后会增加经济的损耗。因此，一般都会通过继电保护自动化技术对母线进

行保护，不但保障了电路运行的稳定，而且减少了不必要的经济损失。

3结束语

在人们的生产生活中，电力能源是不可缺少的重要能源，确保电力能源的持

续稳定供应是确保社会稳定发展的重要基础保障。在电力系统继电保护工作开展

的过程中，十分容易出现操作失误的情况，这在一定程度上影响了电力系统运行

的稳定。而继电保护自动化技术的出现有效的避免了这一问题的发展，促进了我

国电力行业的发展与进步，为我国社会的持续稳定发展奠定了坚实的基础。