浅析电网的继电保护技术

浅析电网的继电保护技术

蒲新征陈松立

蒲新征陈松立（中国矿业大学信电学院）

摘要：继电保护技术是电网正常运行的保障，本文由电网对继电保护技术的要求展开分析，探讨了电网中继电保护装置的选型，以及继电保护装置在电网中的应用，并介绍了现行的电网中微机继电保护技术特点。

关键词：电网继电保护选型

0引言

电力作为当今社会的主要能源，对经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。城市的电网系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的大系统，电网能否安全、可靠、稳定地运行直接关系到人民生活、企业运行的畅通。电网系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

1电网对继电保护装置的基本要求

电网对继电保护的基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性，这四点要求之间，有的是相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条件分别进行协调[1]。

1.1选择性指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。对与电网的继电保护来说，当电力设备故障时，要求最靠近故障点的断路器动作断开电网的供电电源。选择性除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足从电源算起，愈靠近故障点，其继电保护装置的故障启动值愈小，动作时间愈短；而对振荡解列装置，则要求当电网失去同步稳定性时，其所动作的断路器断开点，在解列后两侧电网可以各自安全地同步运行，从而终止振荡等。

1.2速动性指快速地切除故障以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。在电网系统中，继电保护应以允许的可能最快的速度动作于断路器跳闸，以断开故障或终止异常状态的发展，通过快速切除线路和母线的短路故障，是提高电力系统暂态稳定的最重要手段。

1.3灵敏性

指对于其保护范围内发生故障及不正常运行状态的反应能力。对于继电保护系统，故障时进入装置的故障量与给定的装置启动值之比，为继电保护的灵敏系数，它是考核继电保护灵敏性的具体指标，在一般的继电保护设计与运行规程中都有具体的规定要求。

1.4可靠性指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作，这是对继电保护最基本的性能要求。

2继电保护装置的的选型

电网的继电器可作为保护用，也可作为自动装置控制用，以增加保护的控制回路的触点数量及容量、扩大控制范围的提高控制能力等。然而面对纷繁复杂的现代化电气产品，如何合理选择、正确使用，是控制系统操作、管理人员密切关注并且必须优选解决的实际问题。要做到合理选择，正确使用，就必须充分分析控制系统相应的实际使用条件与实际技术参数要求，大致根据以下几种要素分析：

2.1地理位置气候作用主要指海拔高度、环境温度、湿度、和电磁干扰等要素。考虑控制系统的普遍适用性，兼顾必须长年累月可靠运行的特殊性，装置关键部位必须选用具有高绝缘、强抗电性能的全密封型，如金属罩密封或塑封型，金属罩密封产品优于塑封产品类继电保护产品。因为只有全密封继电器才具有优良的长期耐受恶劣环境性能、良好的电接触稳定、可靠性和切换负载能力[2]。

2.2机械作用主要指振动、冲击、碰撞等应力作用要素。对控制系统主要考虑到抗地震应力作用、抗机械应力作用能力，宜选用采用平衡衔铁机构的小型继电保护装置。

2.3激励线圈输入参量主要是指过激励、欠激励、低压激励与高压输出隔离、温度变化影响、远距离有线激励、电磁干扰激励等参量要素，这些都是确保电力系统自动化装置可靠运行必须认真考虑的因素。按继电保护装置所规定的激励量激励是确保它可靠、稳定工作的必要条件[3]。

2.4触点输出参量主要是指触点负载性质，如灯负载，容性负载，电机负载，电感器、继电器的线圈负载，阻性负载等；触点负载量值（开路电压量值、闭路电流量值），如低电平负载、干电路负载、小电流负载、大电流负载等。

3继电保护装置的应用

继电保护装置广泛存在于电网中，并在电网中担负着重任：一是保电力设备安全运行，二是保电力系统安全运行，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。

电网中继电保护装置应用方式通常有如下几种：线路保护,一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护；母联保护，需同时装设限时电流速断保护和过电流保护；主变保护，包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护；电容器保护，对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护[4]。

4微机继电保护技术

随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，微机继电保护技术的成熟和发展是近三十年来继电保护领域最显著的进展。经过长期的研究和时间，人们已经普遍认可了微机保护技术在电网中无可替代的优势。由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。高速的运算能力和完备的存储积极能力，已经采用大规模模集成电路和成熟的数据采集，A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护，而显示了强大生命力，基于微处理器的继电保护装置，具有一系列的特点：可以集主保护、后备保护的完整功能于一身，员适于在220kv及以上电压线路、大中型发电机组以及重要电力设备上实现完全独立的双重化保护；远方通信功能，管理人员可以随时监测保护装置的运行状态、调用数据、改变定位，为现代化管理提供了必要的物质基础；自检功能，自动故障定位，即时发出警报，用备用插件置换故障部件．可以在试验室集中进行专业检修。这一切都为提高保护装置的安全运行水平，显著地延长运行检2Rl周期和减少运行检修项目提供了前提[5]。同时也必将直接影响列专业人员的配置，从而大幅度地提高继电保护的管理水平和专业人员的劳动生产率。

5结束语

随着电网系统的发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步的发展和完善。总之，充分发挥电网中继电保护系统的作用，管理好继电保护设备，提高电网中继电保护的质量，是电网能够安全供电的保障。

参考文献：

[1]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].水利电力出版社.1993．

[2]方大千.实用继电保护技术[M].人民邮民出版社.2003．

[3]吴潮辉.城市配电网规划探讨[J].华南理工大学学报.1997.21(9).

[4]王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].电力工业出版社.1987.杨奇逊.微机继电保护基础[M].水利电力出版社.1988.

[5]贺家李.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].中国电力.1999.32（10）.