浅析电力系统继电保护装置配置原则

吉少博

摘 要：电力系统中继电保护装置的配置应用问题是该篇论文所探讨的主体，笔者从当下电力系统的继电保护应用状况介绍开始着手，对于一些较为深层的电力系统继电保护应用问题进行了阐述和研究，其中保护装置的任务、配置的基本要求、继电器的选择、灵敏性动作和选择性特征等等都是文中会涉及到的一些基本内容，笔者将结合自身的工作经验来谈谈自己的观点和看法。

关键词：电力系统 继电保护 装置 配置原则

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0128-02

现代社会的进步决定了电子及计算机信息等科技技术的发展，有了这个契机，电力系统继电保护技术也得到了更为先进的技术支持。在不断发展的现代社会中，随着电力系统容量的提升和电力需求的猛增，为电力系统继电保护装置配置带来了更多的问题。电力故障的及时遏制是继电保护装置的主要功能，如何保障电力系统的运行质量和运行效率的有效提升是继电保护工作人员需要加以思考的技术问题，本文就从电力系统中继电保护装置的配置原则方面展开讨论，谈谈其装置配置的一些原则和当下普遍存在的一些问题。

1 当下电力系统中继电保护的任务及应用状况

1.1 继电保护装置的任务

电力系统中，出现元件短路状况时，继电保护系统通过一些电气量的变化来判断故障线段或位置，再通过保护动作来降低或避免由于电气故障带来的损失。继电保护设备为电力系统的正常运行提供数据依据，而工作或值班技术人员可以通过继电保护装置来对整个供电设备的运行状态进行监视和控制。一旦出现系统故障，保护装置会自动采取迅速且精确的行为判断，将故障部分从输电线路中隔开，并维持非故障部位的正常运行。当系统出现较为异常的工作状态时，警报系统会通过信号传输和警报声来通知工作人员，使得拯救工作的进行更为及时。

1.2 装置的基本构成

电力系统中继电保护装置主要应用于两个方面：（1）电源进线端：该线路的继电保护装置主要有定时限定过流保护、定时限速切断保护和轻、重瓦斯保护及温度保护等功能，在过负荷的状态下还会进行报警，并自动采取差动保护。（2）馈出线路：馈出线路即输出线路，继电保护装置在该线路中所涉及到的保护动作有，电流速断保护、过电流保护和小电流接地报警等。

1.3 电力系统继电保护装置配置原则

根据电力系统配电特点分析可知，系统的继电保护装置配置需要遵从以下几点配置原则：（1）配电系统进线端一般不需要配备继电保护装置。（2）控制系统开关的出线保护系统及变电站要的继电保护功能上要具备零序电流保护、过电流保护，当线路中存在架空线时，还要保护功能中还要具备前加速一次重合闸保护。（3）控制系统开关站点的母线分段和配电站要配备电源自切和切后加速保护继电装置。（4）变压器保护装置应该选用有零序电流保护和过电流保护的，由熔断器和继电器的继电保护装置。

1.4 电力系统继电保护装置需满足的要求

1.4.1 选择性要求

供电系统作为电力系统的核心部位，当其发生电力故障时，继电保护装置应该能够将故障部位进行选择性的切除，特别是离故障点最近的断路器线路，要及时切断，进而保证供电系统中其他无故障发生线路的正常运行。

1.4.2 灵敏性要求

继电保护系统的灵敏性以设备的灵敏系数为衡量标准，若电力系统的电气量处于继电保护装置的规定范围以内，则无论短路点处于任何线路位置，其短路的性质又是哪种，其保护装置都应该采取及时动作。同样的，当电气故障处于继电保护装置保护范围外的线路上时，无论其短路点的位置和短路状况的性质，保护装置都不能有误动作发生。

1.4.3 速动性要求

继電保护装置的速动性是指在电气故障发生时，装置能够及时迅速地切断故障线路。而这一要求的满足，能够减短故障切除的时间从而减小短路电流对电气设备损坏的程度，使系统电压的恢复更为平稳及时，便于电气设备的自启，进而使得发电机的并列运行质量有所提升。

1.4.4 可靠性要求

继电保护装置的可靠性是保证电气事故得到有效控制的基础，保护装置可靠性的实现要从设备设计原理、整定计算规划、安装调试无误方面入手，装置的元件质量要可靠，能够保证电力系统的运行质量，进而简化电力系统的整体控制，提升电力系统的保护性能。

2 当下电力系统中继电保护装置存在的一些问题

2.1 电气二次设备和回路的老化问题

由于我国电力系统的组建时间较晚，一些基础的设备都是20世纪70、80年代的老设备，即使保养够好，继电器节点的氧化尘也积累了太多，压力施加不够到位，从而导致保护的误动作。而二次回路的分直流、交流两部分的端子出现老化或腐蚀状况时，接触电阻增大，严重时会出现开路现象，导致保护的误动作；直流部分的可靠性在系统无电或低电压状态时的情况不容乐观，严重时会出现越级跳闸的状况，事故的范围会有所扩大。

2.2 电流互感器的饱和问题

供电需求的增大促使电力系统的规模急剧扩大，而许多低压配电的系统短路电流也会随之变大，一旦系统的出口处发生短路现象，其电流大小可达到电流互感器的一次侧额定数值的几百倍。一次短路电流的数值越大，稳态短路状况下，电流互感器的变化误差也会随之变大，这时，灵敏度较低的电流速断保护会拒绝做出动作；而线路中出现短路现象时，处于饱和状态的电流互感器的二次感应电流的数值将趋近于零，定时限过电流保护装置也会拒绝做出动作。这时只能靠母联断路器或主变压器的后备保护来进行故障切除，如此一来，故障时间被延长，故障范围也被扩大，影响了供电系统的质量和水平。

3 所遇问题的解决方案

3.1 设备的状态检修和更新

继电保护设备的研制开发到发展，其保护原理的设计、设备制作工艺的提升、售后服务的提供等方面都十分完善，保护装置的性能已经处于一个十分平稳的状态，像笔者所处的地区，电力系统中由于保护装置性能的不稳定而带来的状况事件几乎没有发生。一般情况下，这些误动作都是由于装置的检修不及时或保养不恰当而引起的，所以相关的技术人员要提高对机电保护装置检修的良好习惯。

与此同时，设备的更新校验也是当下解决设备老旧问题的关键，在能够保障供电需求的前提下，对供电网络进行完善和建设，保证回路的保护整定时间，进而提升电力系统的供电效率和质量。

3.2 避免电流互感器的饱和

这一点的重要性通过上述段落的简述已经较为明确，针对这一问题，技术人员应该从以下几个方面入手：（1）考虑线路短路状态的电流激增问题，选用变比较大的电流互感器。（2）避免在保护和计量时共用同一电流互感器，减少其二次负载的阻抗。（3）速断保护原则的遵循。高压电动机可靠系数的确定可以按其起动电流的1.2或1.3倍来确认，若超过了这个数值则可以确定其故障电流的值，再通过等级的划分来确立其延时时间，保证其选择性。

4 结语

现代经济不断发展和进步的同时也增大了社会的供电需求，电网系统的不断升级必然会随之出现一些新的问题，继电保护系统作为电力系统运行的基础设备，其配置的原则和问题是电力工作人员必须进行掌握，进而促进电力系统的持续发展，本文以继电保护装置的配置原则为切入点，针对当下电力系统中与继电保护相关的一些问题进行了讨论和阐述，希望能够对相关技术人员起到一定的参考作用。

参考文献

[1]王进.继电保护装置在电网运行中的问题探讨[J].科技创业家，2012（13）.

[2]杨子龙.浅议继电保护技术的发展现状与前景[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（10）.

[3]王继奎.浅述基于专家系统的继电保护状态检修[J].科技资讯，2011（27）.

[4]王栋.智能高压电网继电保护动态整定技术研究[D].北京：华北电力大学2011.