基于高电压电网继电保护可靠性研究

基于高电压电网继电保护可靠性研究

刘文革

(大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古多伦027300)

摘要：高压电网继电保护是电力行业发展过程中的一个重要内容，随着我国电力行业的不断发展，我国对高压电网的继电保护技术的研究越来越深入，这对于高压电网的稳定运行有很大的帮助。我国高压电网继电保护技术经过研究和发展，当前在电力系统中的应用变得越来越广泛，有助于提高电力系统的运行管理水平，尤其是在现代电力技术的发展过程中，还加强了很多其他新技术的研究，比如在高压电网继电保护中大量应用了神经网络和全球卫星定位系统，效果显著，使得高压电网的继电保护研究朝着信息化、网络化、智能化的方向发展。

关键词：高电压电网；继电保护；可靠性研究

引言

电力系统在整个社会生产、生活中拥有重大意义，其主要责任就是提供优质的电力供应服务，给广大民众提供安全、可靠的用电。随着科技发展的不断进步，电力系统安全性及运行都有极大的进步，其内部运行结构零件的不断增加、结构布局的复杂性不断提高，使得在一定程度上安全隐患故障率得以提高。就电力系统而言，只要是存在故障的发生就会为社会的生产与生活带来不可估量的损失。传统意识上的人们往往都认为电力系统中的一次设备是解决这一故障的关键，因此，也就将可靠性的管理仅仅局限在了发电机组、输电设备、用户供电等一次设备。

1继电保护系统可靠性分析

1.1电网结构的影响

电网系统是由继电保护装置、二次回路、线路、信息通信等一些主要元件构成的，这些原件的稳定性直接影响着电力运营的稳定性，还直接关系着电力系统线路的可靠性，所以一旦发生问题，将会对整个系统造成严重损失。电网结构影响主要有:

1.1.1继电器中触点的松动

触点对继电器切换负荷工作有着重要的作用，许多出现故障的继电器都是由于触点松动或是开裂造成的，也有的是因为触点尺寸不合理形成误差而造成的，这些都会降低电网运行的可靠性。其中触点松动主要是因为接触点和簧片没有进行合理的配合造成的，而触点开裂则是由于材料问题，例如材料硬度过高或者压力太大等，上述中任一弊病，都会对电力系统安全性造成影响。

1.1.2电流互感器的饱和

近几年来，人们用电量不断增加，使得电力系统的规模不断扩大，低压配电系统中的短路电流也随着变大，若变电所与配电所中的出口发生短路现象，就会导致电流互感器的饱和，从而增加了电流互感器中的变感误差，在这种环境下，灵敏度不高的继电保护装置就很有可能发生拒动行为。所谓继电保护装置的可靠性主要是指一旦在电力系统中出现故障时，继电保护装置能够及时、准确的介入；而当电力系统运行一切运行正常的时候，继电保护装置又处于拒动的状态之下。而可靠性指标的实现则是通过一种数值的大小来判断和衡量的。一般而言，这种评价指标既可以从正确的角度出发，又可以从错误的角度来思考。而指标方式的选择则主要包括：可靠度、故障率、可用度、计划检修率、修复率、切换时问、平均无故障工作时间和平均修复时问。

1.2提高继电保护装置可靠性的方法

在电力系统中对继电保护装置进行可靠性分析的目的是为了能够全面、客观的找出影响继电保护装置可靠性指标的内在因素，只有对这些潜在的因素有了深入的了解以后，才能够在设计的过程中根据现状采取有针对性、目的性的设计，从而使继电保护装置能够最大限度的发挥自身的优势特点。尤其是在继电保护装置中的自检和状态监视功能方面有着更为重要的作用。众所周知，在传统的继电保护装置中由于其中缺少自检和状态监视功能。因此，只有通过对设备进行定期检修才能发现设备在运行中存在的问题和缺陷，从而减少继电保护装置在运行过程中发生误动的概率。而当前在电力系统中所广泛采用的微机继电保护装置而言，往往都是依靠设备自身的自检和状态监视功能来发现自身在运行中潜在的故障，而对于那些依靠自检功能无法发现的故障则可以通过定期的检修来进行消除。尽管微机保护的软件在一定程度上改进了继电保护装置的可靠性，但是，这一软件自身也存在着一定的问题值得我们去进一步改进与完善。那就是在软件的编写过程中算法原理本身的缺陷和软件运作过程中外界的干扰都能导致软件的错误判断，从而造成继电保护装置拒动或误动。

2继电保护系统在电网中的应用

目前，继电保护系统已经成为了保证整个电力系统安全、可靠、稳定运行的基本保障，这一点在大容量、高电压系统中表现的更为重要。而本文在写作过程中则以500kV线路为例，从以下几个方面对继电保护系统的具体应用进行阐述。

2.1电力系统中继电保护的配置

一般而言，整个继电保护的工作状态主要分为正确与非正确动作两种。其中非正确的动作又分为误动和拒动两种。一旦当电力系统中的继电元件出现故障时，该元件的继电保护会在很短的时间内距离这一元件最近的断路器发出跳闸指令，从而使出现故障的元件能够及时从电力系统中断开。由此可见，继电保护装置的配置对电力系统一次元件的正常运行有着极为重要的作用。因此，在电力系统运行过程中，通过对电力保护系统的合理配置是降低继电保护系统故障率和提高电网可靠性的关键。（1）线路继电保护的配置。500kV的线路主要是中性点直接接地所构成的一种网络线路，这一线路的配置主要可以从两个方面着手：首先当采用单侧电源线路时，相间或者接地的继电保护配置会采取一种阶段式相电流和零序电流保护形式：而当采用的是双侧电源线路的时候，继电保护配置则会采取一种零序电流保护、阶段式相间和接地距离保护。（2）变压器继电保护的配置。对于变压器而言，作为电力系统中的一个重要的设备，减少变压器故障发生的概率对提高电力系统工作效率，减少损失等方面有着重要的意义。一般要安装零序电流保护、电流速断保护、纵联差动保护、瓦斯保护、过电流保护、过电压保护和过负荷保护。

2.2加大对高压电网继电保护的投入，更新保护装置设备

在高压电网的继电保护过程中，各种继电保护装置是关键，为了要提高高压电网的继电保护能力，应该要加强对各种保护装置的配备，增加保护装置动作的可靠性，加大对高压电网继电保护的投入，对各种已经落后的设备进行淘汰，加强对各种新型的继电保护装置的利用，提高对高压电网运行过程中的各种异常情况的敏感度，更好地实现保护。继电保护装置与输出电压存在一定的正相关系，由于高压电网继电保护装置的运行效果也取决于效验的准确性，因此为了确保保护装置的正常运行，应该要进行必要的保护效验，确保各个继电保护装置在使用过程中具备良好的性能。也就是说，在高压电网的运行过程中，对安全生产不会造成影响的时候，应该要及时对继电保护装置以及继电保护校验设备进行检查，并且建立比较完善的供电网络系统，确保各个电网的回路可以有充分的相应时间和保护时间，对高压电网中的异常情况进行准确全面的监测，从而使得高压电网安全稳定地运行。

2.3必选软件功能

第一，按照最大化硬件基础功能，研发一系列有关的必选软件功能。第二，利用本文提出的选配系统，结合现场或用户需要，对现阶段全部支持的硬件基础功能加以选配。第三，软件功能依托于硬件功能的有效运行，所以，当选配硬件基础功能结束后，选配系统会为必选软件功能，包括软件资源与保护逻辑图进行自动选配。第四，选配的全部必选软件功能相对的软件资源进行正常显示的设置，具体可借助PC工具或HMI界面进行有效操作、显示出来；同时，选配的全部保护逻辑图皆需依据相关的逻辑执行。关于未选配的所有必选软件功能相对的软件资源进行隐藏的设置，将不会在PC工具或HMI界面上正常操作与显示；未选配的所有保护逻辑图将不会再执行。必选软件功能有关的软件资源，如定值清单、保护控制字、参数定值、保护功能的软压板等。

结语

电力系统作为国民经济发展的基础，其运作的可靠性和安全性极其重要。随着电力系统的飞速发展，计算机技术、自动控制技术、通信技术和电力技术的进步，继电保护技术也呈现出新的特点，网络化、智能化、保护、控制和数据通信一体化是今后继电保护发展的趋势。同时，随着继电保护技术的日益发展，我们对继电保护系统的可靠性分析还有待深入。

参考文献:

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[2]沈冰超.（特）高压输电线路保护原理与技术的研究[D].浙江大学，2007.

[3]李莉，胡兴龙，顾凌云.论我国高压电网继电保护技术存在的问题与发展对策[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（14）.