电力系统继电保护技术规范与发展

曹 丹

重庆南岸供电局，重庆 400060

随着科学技术的发展和进步，我国数字式继电保护和安全自动装置已获得广泛应用，在科研、设计、制造、试验、施工和运行中已积累不少经验和教训，国际电工委员会（IEC）近年来颁布了一些量度继电器和保护装置的国际标准，为适应上述情况的变化，与时俱进，有必要对原国家标准GB14285－1993《继电保护和安全自动装置技术规程》中部分内容如装置的性能指标、保护配置原则以及与之有关的二次回路和电磁兼容试验等进行补充和修改。

1 电力系统继电保护技术规范

1）电力系统继电保护和安全自动装置的功能是在合理的电网结构前提下，保证电力系统和电力设备的安全运行；

2）继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求；

3）继电保护和安全自动装置是保障电力系统安全、稳定运行不可或缺的重要设备。确定电力网结构、厂站主接线和运行方式时，必须与继电保护和安全自动装置的配置统筹考虑，合理安排。继电保护和安全自动装置的配置要满足电力网结构和厂站主接线的要求，并考虑电力网和厂站运行方式的灵活性。 对导致继电保护和安全自动装置不能保证电力系统安全运行的电力网结构形式、厂站主接线形式、变压器接线方式和运行方式，应限制使用；

4）在确定继电保护和安全自动装置的配置方案时，应优先选用具有成熟运行经验的数字式装置；

5）应根据审定的电力系统设计或审定的系统接线图及要求，进行继电保护和安全自动装置的系统设计。在系统设计中，除新建部分外，还应包括对原有系统继电保护和安全自动装置不符合要求部分的改造方案。为便于运行管理和有利于性能配合，同一电力网或同一厂站内的继电保护和安全自动装置的型式，品种不宜过多；

6）电力系统中，各电力设备和线路的原有继电保护和安全自动装置，凡不能满足技术和运行要求的，应逐步进行改造；

7）设计安装的继电保护和安全自动装置应与一次系统同步投运；

8）继电保护和安全自动装置的新产品，应按国家规定的要求和程序进行检测或鉴定，合格后，方可推广使用。设计、运行单位应积极创造条件支持新产品的试用。

2 电力系统继电保护装置及工作过程。

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，发出告警信号或跳闸命令，以终止这些事件发展的成套硬件设备。保护电力元件的称继电保护装置；保护电力系统的称安全自动装置。

1）线路保护：二套（或二套以上）纵联保护（包括保护通道）、后备距离和零序保护，500kV线路还设有过电压保护、远方跳闸装置；

2）短线保护：一个半断路器接线方式、线路出口配有隔离刀闸时，用于保护出线刀闸至两个断路器之间部分设备的保护。线路停电、两个断路器运行时，保护加用；线路运行或两个断路器断开时，保护退出；

3）断路器保护：断路器失灵保护、断路器三相不一致保护；

4）投入保护：（1）接通出口跳闸回路；（2）接通起动（闭锁）重合闸回路；（3）接通起动断路器失灵回路；（4）接通保护通道收发信回路或投入专用收发信机；（5）接通起动远方跳闸收发信回路；

5）退出保护：（1）断开出口跳闸回路；（2）断开起动（闭锁）重合闸回路；（3）断开起动断路器失灵回路；（4）断开保护通道收发信回路或退出专用收发信机；（5）断开起动远方跳闸收发信回路；（6）断开动切机切负荷回路；

6）投入重合闸--接通重合闸出口回路，重合闸方式置“单相重合闸”方式；

7）停用重合闸--断开重合闸出口回路，重合闸方式置“重合闸停用”方式；

8）投入断路器保护--接通断路器失灵保护、三相不一致保护跳闸回路；

9）退出断路器保护--断开断路器失灵保护、三相不一致保护跳闸回路；

10）投入线路保护--将线路保护全部投入；

11)退出线路保护--将线路保护全部退出。

3 电力系统继电保护发展及研究方向。

3.1 特高压大电网条件下，继电保护性能的提高

特高压大电网条件下，继电保护面临着巨大的挑战，传统继电保护的傅立叶滤波算法受衰减直流分量、低频分量和非整数次谐波影响很大，半周傅立叶等快速算法受其影响更大；长线效应明显，分布电容电流影响差动保护的性能。特高压大电网条件下，继电保护的可靠性和灵敏性等性能的提高值得研究。

3.2 数字化变电站等技术条件下，如何构建保护的问题

基于IEC61850的数字化变电站技术正在逐步应用，将给继电保护带来巨大的基于和挑战。光互感器，数据的共享，数据的合并和传输方式都是值得研究的问题。另外，如何在全数字的条件下，构建实用化的保护原理，如何配置保护，保护的跳合闸回路的可靠性等问题值得研究。

3.3 广域量测信息对继电保护的影响，以及基于广域量测信息的后备保护

PMU的广泛应用为继电保护提供了大量的相关电力元件信息，如何利用这些元件构造新的保护原理，尤其是如何利用这些信息实现后备保护的问题，已经引起了电力工作者的兴趣，并已经开始被广泛研究。

3.4 主设备内部故障的分析方法

变压器和发电机等主设备的继电保护缺乏实用化的内部故障分析方法的支撑，因而主设备，尤其是变压器保护仍然是继电保护中性能最差的部分，其正确动作率长期偏低，研究实用化的主设备内部故障的分析方法也具有实际意义。

[1]冯勇，张哲，赵青春，柳焕章，张德泉.特高压系统对华中电网500kV系统继电保护的影响及对策研究[J].华中电力，2010(3).

[2]王宁，牛四清，李钢.继电保护标准化设计的研究与应用[J].电力设备，2008(4).

[3]李青云.电力系统继电保护技术的发展现状及趋势探究[J].硅谷，2010(16).

[4]梅春节.电力系统继电保护技术的研究[J].科技风，2010(15).

[5]陈岩，段俊祥.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].硅谷，2010(17).