繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　近年來，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，為了適應(yīng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，繼電保護(hù)技術(shù)也在迅速地發(fā)展。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展注入了更新的活力。繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備，滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求是繼電保護(hù)發(fā)展的基本動(dòng)力。選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性是對(duì)繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員借助各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段做出了不懈的努力。經(jīng)過近百年的發(fā)展，在繼電保護(hù)原理完善的同時(shí)，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的元件、材料等也發(fā)生了巨大的變革。繼電保護(hù)裝置經(jīng)歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機(jī)式等不同的發(fā)展階段。從20 世紀(jì)90 年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已步入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。

　　2 繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的顯著特點(diǎn)

　　微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)： 高速的運(yùn)算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D 模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù)，使其在速動(dòng)性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)，而顯示了強(qiáng)大生命力。

　　與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：

　　（1）改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能，正確動(dòng)作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性； 其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù)； 可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運(yùn)行正確率很高，已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。

　?。?）可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能。

　?。?）工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)； 裝置體積小，減少了屏位數(shù)量；功耗低。

　?。?）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響，不易受元件更換的影響； 且自檢和巡檢能力強(qiáng)，可用軟件方法檢測(cè)主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

　　（5）使用靈活方便，人機(jī)界面越來越友好。其維護(hù)調(diào)試也更方便，從而縮短維修時(shí)間； 同時(shí)依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。

　?。?）可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。

　　3 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置缺陷處理

　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在長期運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的缺陷。常見的缺陷種類及原因分析歸納如下：

　　3.1 直流接地缺陷

　　接地支路的接地點(diǎn)查找基本原則是先室外后室內(nèi)，先電纜后裝置，先老化設(shè)備后新設(shè)備。此外，在查找直流接地時(shí)，斷開直流電源可能會(huì)對(duì)保護(hù)裝置和二次回路有影響，要注意做好安全措施，必要時(shí)可瞬間打開跳閘壓板。

　　3.2 信號(hào)回路缺陷

　　信號(hào)回路缺陷通常比較直觀，主要發(fā)生在指示燈、光子牌、光耦等設(shè)備上。這些設(shè)備由于長期帶電或經(jīng)常沖擊帶電而損壞，處理辦法即更換新元件。3.3 控制回路缺陷

　　控制回路缺陷主要發(fā)生在斷路器的操作回路，其二次接線涉及的元件和地點(diǎn)較多，主要由控制把手、指示燈、操作箱、斷路器機(jī)構(gòu)的跳合閘線圈、輔助接點(diǎn)及相關(guān)閉鎖回路組成。控制回路缺陷一般發(fā)生在設(shè)備停送電、保護(hù)動(dòng)作、自投裝置或重合閘動(dòng)作時(shí)。其主要原因如下：

　?。?）操作回路原理設(shè)計(jì)或接線存在問題，在設(shè)備傳動(dòng)時(shí)未曾發(fā)現(xiàn)；

　　（2）把手操作失靈，指示燈壞；

　?。?）閉鎖回路接點(diǎn)異常；

　?。?）斷路器主觸頭與二次輔助接點(diǎn)不配合；

　?。?）斷路器操作機(jī)構(gòu)存在問題；

　　（6）自投裝置或重合閘相關(guān)回路存在問題；

　?。?）人為誤操作造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

　　3.4 缺陷的防范

　　要采取預(yù)防措施，從設(shè)備改造、保護(hù)校驗(yàn)、日常維護(hù)及執(zhí)行反措等方面來保證設(shè)備處于良好狀態(tài)，防止缺陷發(fā)生； 其次，對(duì)每一起缺陷都要做好總結(jié)分析，積累經(jīng)驗(yàn)，防止同類缺陷再次發(fā)生； 再次，必須保證快速、安全地消除運(yùn)行中出現(xiàn)的缺陷。在裝置缺陷多、超期服役且功能不滿足電網(wǎng)對(duì)110 kV、220 kV 線路保護(hù)的要求時(shí)應(yīng)及時(shí)更換微機(jī)線路保護(hù)，從而保證保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。

　　此外，現(xiàn)場工作人員還需要不斷提高技術(shù)、技能水平，提高預(yù)防缺陷和處理缺陷的能力。

　　4 繼電保護(hù)裝置的使用與維護(hù)

　　繼電保護(hù)裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達(dá)到基本運(yùn)行條件的要求，還要在日常的檢測(cè)和維護(hù)上做好工作。

　　首先，要全面了解設(shè)備的初始狀態(tài)。繼電保護(hù)設(shè)備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運(yùn)行。因此，必須注意收集整理設(shè)備圖紙、技術(shù)資料以及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)數(shù)據(jù)的資料。對(duì)設(shè)備日常狀態(tài)的檢修，要在設(shè)備生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)都必須予以關(guān)注，進(jìn)行全過程的管理。

　　其次，要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、全面的統(tǒng)計(jì)分析。首先要了解設(shè)備出現(xiàn)故障的特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)而通過對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預(yù)先判斷分析故障出現(xiàn)的部分和時(shí)間，在故障未發(fā)生時(shí)，及時(shí)地排查。提高保護(hù)裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　再次，要了解繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，采用新的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管和維護(hù)。在電力系統(tǒng)高速發(fā)展、繼電保護(hù)設(shè)備不斷更新?lián)Q代、繼電保護(hù)設(shè)備不夠完善的情況下，必須加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，唯此才能保證保護(hù)裝置的科學(xué)有效，從而在電力系統(tǒng)的保護(hù)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

　　5 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展前景

　　繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　5.1 繼電保護(hù)功能深步拓寬

　　計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能的幫助下，繼電技術(shù)的功能性必將越來越多、越來越強(qiáng)，可根據(jù)故障的顯性進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂七\(yùn)用。

　　5.2 顯著的電子數(shù)據(jù)主動(dòng)化特性凸現(xiàn)

　　計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)自動(dòng)化發(fā)展越來越快，繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展也必然得到充分的體現(xiàn)，即電子數(shù)據(jù)主動(dòng)化性能必將得到顯現(xiàn)。

　　5.3 繼電保護(hù)技術(shù)的運(yùn)用方便靈活

　　該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用，將使得電力線路維護(hù)調(diào)試也變得更加方便。在運(yùn)行過程中，操作者可根據(jù)電流值，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

　　歸結(jié)起來，主要是走向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向。

　　6 結(jié)語

　　我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用，由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代，發(fā)展到一個(gè)新的水平。這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了更高的要求，也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。