浅谈电力系统继电保护技术

浅谈电力系统继电保护技术

【摘要】电力系统继电保护是确保电力系统运行安全性，提升电力企业社会经济效益的有效措施。本文结合工作经验，就电力系统继电保护相关问题进行简要论述。

【关键词】电力系统；继电保护；原理；配置与应用；常见故障；措施

现今，伴随着我们国家社会经济的快速进步与电力系统的迅猛发展，电网规模逐渐增大，网络结构也是越来越复杂，系统短路电流容量变化的速度也是越来越大。在这个大背景之下，电力系统继电保护也就面临着更大的压力，怎样有效利用继电保护相关技术来保障电力系统的正常运转，提升电力系统运转的质量与效率具有十分重要的现实意义。本文结合工作经验，就电力系统继电保护相关问题进行简要论述。

1.电力系统继电保护概述

1.1电力系统继电保护基本原理

电力系统出现运转不正常之时，会导致电流电压间相位角的改变、电压减小、电流上升等方面的变化，所以此时系统中各个参数和系统安全运行时各个参数之间的区别就能构成不同类型、不同工作原理的继电保护。通常继电保护由测量回路、逻辑回路、执行回路构成，其工作原理由下图一所示。

测量回路从电力系统中读取相关信号，并将此信号与规定的整定值比较，最后将结果输送到逻辑回路之中；逻辑回路依据上一环节输出量的组合、出现的顺序、大小性质等方面决定是不是需要动作；假设逻辑回路判定需要动作之时，则会将需动作这个信号发送到执行回路；执行回路延时又或者是马上输出跳闸信号或者是警报信号。

1.2电力系统安装继电保护的意义

当电力系统被保护设施设备运转出现问题的时候，继电保护设备可以有选择、快速、自动地从电力系统中把故障设施设备切断，进而确保电力系统运转正常的部分快速恢复工作，避免故障设施设备的损害程度继续加大，将停电范围尽可能减小；当被保护设施设备发生故障，出现异常工作状态之时，继电保护装置应当可以反应及时，并且依据工作维护相关信息，输出信号、降低跳闸又或者是负荷动作指令的发生概率。这个时候一般对保护快速动作不作要求，而是依据对系统相关元件与整个电力系统危害程度规定某种程度的延时，防止不必须的动作。与此同时，继电保护装置也承担着监控整个电力系统的责任，它能通过测量系统电流电压情况将电力系统设施设备工作状态反映出来。

2.在电力系统中继电保护的配置与应用

2.1继电保护装置的任务

当电力系统中某些原件出现异常或短路状况时，继电保护通过电力系统的功率、电压、电流等电气量的改变来组成继电保护动作。其任务就在于当电力系统正常运行之时，完整地、安全地监控系统中各个设施设备的运行情况，为相关工作人员提供全面、真实的运行资料；当电力系统出现故障的时候，可以有选择地、快速地、自动地将发生故障的部分从系统中切除出去，确保运转正常的部分可以继续工作；当电力系统发生异常工作情况之时，继电保护装置应当可以快速准确地输出警报或信号，让相关工作人员可以针对异常情况作出及时、正确地处理。

2.2继电保护装置的基本要求

2.2.1可靠性

继电保护装置假设可以充分实现可靠性的基本要求，反而会直接引发整个电力系统故障又或者成为进一步扩大故障的根源。为保证继电保护装置工作的可靠准确性，需要保证装置在设计环节、整定训算环节、调试安全环节的准确性；与此同时需要保证构成装置的相关元件有可靠的质量、并在工作过程中获得得当的维护、有效开展简化系统的工作，进而提升继电保护装置动作的可靠性。

2.2.2速动性

所谓的速动性指的是当电力系统发生故障之时，继电保护装置应当可以快速将短路故障切除。故障发生之后有效减少切除动作的时间，可以有效降低电气设备受到短路电流影响而发生损坏的程度，缩短电力系统电压恢复所需的时间，进而为电力系统中设备的自启动提供了有利条件，与此同时还能提升电力系统中并列运行发电机的安全可靠性。

2.2.3灵敏性

继电保护装置是否有着较高的灵敏度，可以应用灵敏系数来评估。无论短路性质是什么，短路点在什么地方，只要是在继电保护装置“管辖”的范围之内，继电保护装置都不应当出现拒绝动作。相反，当故障出现在继电保护装置“管辖”范围之外，继电保护装置则不能出现错误动作。

2.2.4选择性

在电力系统不能正常运转的时候，继电保护装置应当可以把故障部分有选择性地排除掉，第一步要做的就是将与故障部分最靠近的断路器断开，进而确保电力系统中其他没有出现故障的部分可以继续稳定运转。

2.3继电保护装置的应用

在变电站、企业或工厂等地方都已经普遍应用继电保护装置，大部分都是用在高压供电系统的电容器保护、主变保护、线路保护等方面。针对分段母线不并列运行的系统，应当设置电流速断保护，然而此继电保护装置只有当断路器合闸的一瞬间才进入工作状态，断路器合闸完成之后，继电保护装置就转入休眠状态。此外，过电流保护也应当装设在高压供电系统的分母线之上，如果配电所的负荷等级不高，则可以不装设过电流保护。继电保护装置应用于变电站中应当包含以下几个方面：

2.3.1电容器保护

失压保护、过压保护、零序电压保护、过流保护四个方面都是电容器保护的内容。

2.3.2主变保护

后备保护与主保护都是主变保护的内容，所谓的后备保护指的是过负荷保护与符合电压过流保护两种；而主保护则通常指差动保护与重瓦斯保护两种。

2.3.3母联保护

为了获得母联保护，就应当在系统中同时设置过电流保护与限时电流速断保护两种。

2.3.4线路保护

通常应用三段式或者是二段式电流保护，二段式电流保护需要同时装设限时电流速断保护与电流速断保护两种，三段式电流保护则是在二段式电流保护的基础上增设过电流保护。

3.继电保护装置常见故障分析

3.1没有选择合适的开关保护设备引起的故障

正确选择开关保护设备非常关键，当前很多开关站都是选择建立在高负荷密集区，也就是供电输电方式是采取变电所→开关站→配电变压器的模式。一般来讲，为了达到继电保护装置不针对日常分合负载电流动作的目的，应当在开关站入口线路选择应用负荷开关，而符合开关组合电器则安装在直接带配电变压设备的出口线路之上。所以，当配电所出口线路发生不正常运行之时，越级跳闸很容易出现在开关站之上。另外，线圈故障、玻璃绝缘子损坏、电磁系统柳装件故障问题、继电器没有设置正确的参数、继电器触点不牢固等因素都会对继电保护装置工作造成较大影响。

3.2电流互感饱和故障