浅谈继电保护在电力系统的应用

关键词：输送继电保护电能用电

现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的必然手段。电力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 继电保护技术及其现状

所谓继电保护装置, 是当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时, 能够向运行值班人员及时发出警告信号, 或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备, 一般通称为继电保护装置。其基本任务有两个方面。一是当被保护的电力系统元件发生故障时, 应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令, 使故障元件及时从电力系统中断开, 以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏, 降低对电力系统安全供电的影响, 并满足电力系统的某些特定要求。二是反应电气设备的不正常工作情况, 并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号, 以便值班人员进行处理。

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起, 基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究, 到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列, 并逐渐取代晶体管保护技术。同时, 我国从70年代末已经开始了计算机继电保护的研究, 相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。在主设备保护方面, 关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定, 在微机保护软件、算法等方面取得了很多理论成果并广泛应用于实际之中。90年代开始, 我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2 电力系统对继电保护配置的基本要求

2.1 继电保护的可靠性

可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本要求。继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备 (线路、母线、变压器等) 都不允许在无继电保护的状态下运行。220k V及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立, 并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任何一套继电保护装置或任何一组断路器拒绝动作时, 能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下, 要求这购套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。

2.2 继电保护的选择性

选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障, 当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时, 才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件 (如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件) 的选择性, 其灵敏系数及动作时间, 在一般情况下应相互配合。

2.3 继电保护的灵敏性

灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时, 保护装置应具有必要的灵敏系数, 各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求, 通过继电保护的整定实现。接地故障保护最末一段 (例如零序电流保护IV段) , 应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为整定条件:220k V线路, 100Ω;330k V线路, 150Ω;500k V线路, 300Ω。对应于上述条件, 零序电流保护最末一段的动作电流整定值应不大于300A。由线路末端发生高电阻接地故障时, 允许由两侧线路继电保护装置纵续动作切除故障。对于110k V线路, 考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求, 其最末一段零序电流保护的电流暂定值一般也不应大于300A (一次值) , 此时, 允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。

2.4 继电保护的速动性

速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障, 其目的是提高系统稳定性, 减轻故障设备和线路的损坏程度, 缩小故障波及范围, 提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护 (如高频保护、差动保护) 、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

3 继电保护应用中应注意的问题

微机保护在电力系统的普及率已相当高, 其可靠性、灵敏度高等优点不言而喻。就微机保护的特殊性而言, 还有一些现场问题值得我们注意, 这就是要采用有针对性的技术措施把微机保护的误动作限制在最小范围以内。一是认真检验继电保护装置。在继电保护装置检验过程中必须注意, 将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行, 这两项工作完成后, 严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作。二是定值区问题。微机保护的一个优点是可以有多个定值区, 这极大方便了电网运行方式变化和代路情况下的定值更改问题。现在必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌, 必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。措施是, 在修改完定值后, 必须打印定值单及定值区号, 注意日期、变电站、修改人员及设备名称, 并重点在继电保护工作记录中注明定值编号。三是注重一般性检查。不论何种保护, 一般性检查都是非常重要的, 但是在现场也是容易被忽略的项目, 至少是没有认真去做。一般性检查大致包括以下几个方面:清洁、连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍, 将所有的芯片按紧, 螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中, 也必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。四是接地问题。继电保护工作中接地问题是非常突出的。首先, 保护屏的各装置机箱、屏障等的接地, 必须接在屏内的铜排上, 一般生产厂家己做得较好, 只需认真检查。其次, 电流、电压回路的接地也存在可靠性问题, 如接地在端子箱, 那么端子箱的接地是否可靠, 这些都是严重影响设备安全和人身安全的因素。五是要做好工作记录。工作记录必须认真、详细, 真实地反映工作的一些重要环节, 这样的工作记录应该说是一份技术档案, 在日后的工作中是非常有用的。继电保护工作记录应在规程限定的内容以外, 认真记录每一个工作细节、处理方法。

摘要：随着科技的进步和电力系统的迅猛发展, 对继电保护的要求也不断提出新要求。本文阐述了我国继电保护技术及发展现状, 分析了继电保护配置的基本要求, 并结合实践提出了继电保护在应用中应注意的问题。

关键词：电力系统,继电保护,运行安全