浅谈电力系统继电保护技术的应用

浅谈电力系统继电保护技术的应用

发表时间：2018-06-20T10:43:39.010Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：孙铭

[导读] 摘要：在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现。

（国网江西省电力有限公司安远县供电分公司江西赣州 342100）

摘要：在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现。电力系统运行中的继电保护的作用，以及继电保护技术在电力系统中的应用，对电力系统保护工作具有十分重要的意义。

关键词：电力系统；继电保护；技术

引言：电力系统在社会经济建设中担负着重要的能源支持作用，对于经济建设有着能源基础供应作用，要实现电力系统的正常工作，就必须在电力系统的运行中重视对于继电保护技术的研究。

一、继电保护概述

1、继电保护的工作原理

供电系统发生故障时，会引起电流增加电压降低、以及电流电压间相位角的变化，因此出现故障时的参数与正常运行时的参数差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。一般情况下继电保护是由测量部分、逻辑部分执行部分组成，其原理如图1所示。测量部分从被保护对象读取有关信号，与给定的整定值相比较，比较结果输出至逻辑部分；逻辑部分根据测量部分各输出量的大小性质、出现的顺序或它们的组合，决定是否动作；如需动作，则发出信号给执行部分；执行部分立即或延时发出警报信号或跳闸信号。

2、继电保护的作用

当电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，以保证无故障部分迅速恢复正常运行，使故障元件免于继续遭受损害，减少停电范围；当被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，发出信号、减少负荷或跳闸动作指令。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作。同时继电保护也是电力系统的监控装置，它可及时测量系统电流电压反映系统设备运行状态。

二、电力系统中继电保护的应用

1、电力变压器的保护

在电力系统中，变压器是非常重要的。变压器的正常运行能够保证供电的可靠性，同时也能保证电力系统输送电力有一个很好的稳定性。为了能够有效地防止因线路故障而引起的经济损失，我们需要对变压器实施必要的继电保护措施。

（1）对变压器进行瓦斯保护

对于大型变压器的内部故障，我们一般主要采用瓦斯气体进行保护。瓦斯保护是一项比较重要的保护措施，并且具有很独特的保护优点。瓦斯保护的基本原理是：当变压器的油箱内部发生故障的时候，变压器油箱里的绝缘性材料和变压器油就会在故障电弧的推力下，进行分解并产生出瓦斯气体，瓦斯气体能够迅速而灵敏的将变压器中的开关断开，并发出报警的信号，从而实现对于变压器的有效保护。

（2）对变压器进行接地保护

对变压器进行接地保护的工作原理是：当配电线路发生故障的时候，把配电线路中的中性点进行直接接地，从而起到对变压器的保护效用。对变压器进行接地保护时，主要是借助于两段式的电流来实现的。

2、利用母线进行保护

利用母线对电力系统进行保护具有很多的优点，比如：可靠性比较强，有很多种保护方式进行选择，并且迅速方便，结构也比较的简单。在小电流接地系统中，利用母线实施的保护可以采用两项式的方式进行接线工作。对于大电流的接地系统，利用母线进行保护时则应该采用三项式的接线方式。

3、继电保护技术的智能化应用

现代化的电力管理越来越体现了智能化的控制管理模式，具有一定的人工智能化特征。这些特征，一方面使得电力系统在管理上减少了不必要的资源浪费；另一方面为其他各项技术的运用提供了广阔的技术空间。正是在这样的技术背景下，继电保护技术出现了一定的人工智能化，使得保护装置在设计上更具有合理性和科学性。这些智能化的信息特征使得继电保护技术在发展的过程中逐渐地进人了自动化的发展进程。目前，在我国主要大城市供电公司的继电保护设备中已采用了模拟人工神经网络（ANN）来进行对用电的保护。因此，进一步推进了继电保护技术智能化的发展前景。据目前的资料介绍，在输电过程中出现的短路现象一般有几十种，如果出现这样的情况用人为进行排除，至少需要1小时以上。但若是采用上述的神经网络继电保护方法，可通过采集的数据样本对发生故障进行检测，从而能在半小时之内得出故障出现的原因。这些人工智能方法通过计算机辅助系统的帮助运用，可使得电力运输效率大大加强。

4、继电保护技术的网络化应用

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱。由于缺乏强有力的数据通信手段，目前的继电保护装置只能反应保护安装处的电气量，切除故障元件，缩小事故影响范围。于是，人们提出了系统保护的概念，将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，实现继电保护能保证全系统的安全稳定运行，即每个保护单元都能分享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。要真正实现保护对电力系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。在这方面，天津大学提出了一种分布式母线保护的原理，初步研制成功了这种装置。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。虽然具体的应用还需更为深入的研究，但网络化已经成为微机保护发展的必然趋势之一。

5、利用输配电线路进行接地保护

在配电线路中可以分为大电流的接地方式和小电流的接地方式，它们的区别主要在于其配电线路中中性点的接地方式不同。大电流接地方式的保护原理是：当配电线路发生接地故障的时候，大电流接地系统会及时地进行跳闸，从而有效的切断发生故障的设备；小电流接地方式的保护原理是：当配电线路中发生故障的时候，小电流接地系统不会立即切断故障线路，而是能够再持续的工作一段时间，与此同