浅谈继电保护装置的应用和发展趋势

摘要：随着工业的飞速发展，电网结构和规模愈来愈大，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，其可靠性与电网安全稳定运行密切相关。文章对继电保护装置做了简要的介绍，并对继电保护的发展趋势提出了粗浅的见解。

关键词：继电保护；状态检修；安全运行；发展趋势

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0130-02

电力工业是国民经济发展的基础和支撑，现代人们的日常生活和工业的生产运行都离不开电力，尤其是现代工业使用的机械化设备无一离不开电力的保障和维持，电力已成为国计民生的重要资源。继电保护装置在电力系统中的作用是非常重要的，继电保护是通过有触点的继电器来对电力系统以及变压器、发电机、输电线路等电力元器件实施保护，以防受到破坏的装置。继电保护的作用就是在电力系统发生故障或者出现异常状态的时候，在可能实现的最短时间和最小区域内，从系统中自动将故障设备切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏，降低对毗邻地区供电的影响。对于一些重要行业、重要领域的用电来讲，对于电力的稳定性要求是非常高的，万一有供电不稳定或者断电事故，将会带来无以估量的损失，继电保护的作用和重要性不言而喻。

1 继电保护装置原理和要求

电力系统正常运行，继电保护装置就会持续监测运行中的设备，并检测设备的各项数据和参数，来进行设备运行状况的分析，将信息汇总给操作人员，这样操作人员就对设备的总体运行状况能有非常直观的认识。如果电力系统有故障发生时，比如短路或者电气量发生变化使得原件出现问题，继电保护装置内置程序就能有选择性地断开故障电路部分，以充分保证电力系统中其他设备的正常和安全，将损失降到最低。如果有停电事故发生，继电保护装置会自动启动发电设备来保证电力系统能够不间断供电，保证系统中的设备能够正常运转。继电保护装置还能发出异常信号，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。如在供电中，系统的某些设备有异常反应，但这些异常状况在短时间内不会影响系统的正常运行，但继电保护装置的智能化系统还是能够检测到这种异常，并及时向操作人员发出预警，警示这种异常的状况，以便于工程师及时查找故障根源和修复故障，避免酿成安全事故。

对于继电保护装置的基本要求，首先是灵敏性和速动性。灵敏性是要具有一定的灵敏系数，只要是继电保护装置保护范围内的动作，无论发生短路的位置在何处，也无论是何种性质的短路，继电保护不能有拒绝动作和指令，而在保护区外发生的故障，不应该产生错误动作。如果有短路故障，必须能够快速地切除这个故障，尽可能地缩短处理时间以降低瞬间大短路电流对系统设备的损坏程度，尽快使系统恢复正常，使电气设备顺利完成自启动，提高发电机并列运行的稳定性。其次是可靠性与选择性。继电保护装置的元器件必须质量可靠、系统稳定、运维得当，同时必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误，充分满足可靠性的要求，避免产生事故和扩大事故的影响面。选择性是指当电力系统中有故障发生时，继电保护装置应能选择性地切除故障部分，能第一时间断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其他非故障部分仍能无妨碍地继续正常运行。

2 确保继电保护安全运行的措施

首先要做好常规性检查。检查连接件是否紧固，焊接点是否存在虚焊等。然后要拔下装置的所有的插件进行检查，按紧所有芯片，用螺丝拧紧并检查虚焊点。并认真检查各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固情况。 其次要做好继电保护装置的检验。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。电流回路升流和电压回路升压试验，也必须在其他试验项目完成后最后进行。此外，接地问题是继电保护装置中必须注意的一个突出问题。认真检查保护屏的各装置机箱屏障等的接地情况，必须可靠连接在屏内的铜排上，正规的生产厂家一般做得比较规范，使用方需要做的工作就是仔细检查一遍。要引起重视的是，保护屏内的铜排必须保证可靠接入地网，必须要求使用大截面的导线或者铜辫将其紧固地连接在接地网上，使用前必须用绝缘表进行电阻测试，满足相关规程要求方可使用。

3 继电保护的发展趋势

3.1 计算机化和网络化

继电保护装置不断地向计算机化、微机化的方向演进，电力系统对微机保护提出了越来越高的要求，微机保护装置功能向PC发展和靠拢，科技的发展与进步是不会停止的，我们必须继续加强在如何高效满足电力系统要求和如何提高继电保护的可靠性方面加强探索，以期在生产中得到更好的应用和推广。网络化是全球工业领域不可阻挡的发展潮流，网络化不断引领着工业化的进步，工业化也不断地推动着网络化的变革，继电保护系统也是一样的，对网络化的要求和需求同样强烈。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反映保护安装处的电气量。继电保护的作用主要是切除故障元件，避免重大事故、减小事故损失、缩小影响范围，将整个供电系统主要设备的保护装置通过网络化的方法互联起来，就能实现系统性的保护，也就是实现微机保护装置的网络化发展。

3.2 智能化

智能电网是新世纪电力工业的新创举，是提升能源质量和应对能源危机的新举措，是我国电力工业发展的新趋势和新方向，智能电网的建设从整体上对我国电力系统的发电、输电、配电、用电等环节带来了深刻的影响，也给作为电网运行防线的继电保护提出了更高的要求和挑战，这些方面包括分布式发电、交互式供电模式以及信息技术等的应用。对于智能电网而言，发、输、配、供等关键性设备的运行状况和信息都通过传感器来实现实时的监控，产生的监控数据经过网络信息化系统的搜集和整合，在此基础上进行数据的分析和检测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。另外，对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还需要相关联的其他设备的运行信息。一方面保证故障的准确实时识别，另一方面保证在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

3.3 继电保护状态检修

用电工业设备和电网负荷的增多是必然的发展趋势，那么需要进行继电保护的数量也迅猛增加，常规的保护检修方式越来越不适应电网的现状，屡屡出现保护过修和欠修现象，严重干扰了生产的正常运行。常规的定期检修方式逐渐被继电保护状态检修策略替代。状态检修是建立在设备状态分析的基础上的，丰富的设备状态量增加了检修的目的性，使得检修效率和质量得到了较高的提升，也缓解了工人的维护压力。通过设备状态检修将很多故障隐患消灭于萌芽，尽可能地降低设备故障率，减少计划性停电的次数，提高电网效益和生产的经济性。但目前状态检修也存在诸多不足，比如多数检修只注重了特定的某个设备的研究而缺乏整体系统的考量，只关注了设备本身的保护而忽略了整个保护回路，保护检修的研究应该以保护装置和对应的一次设备组成的保护系统为研究对象。状态检修保护的数学工具通常有专家系统和遗传算法，而这些决策工具可靠性不足、稳定性差，所以状态检修的研究空间还非常的大，应加强对保护检修的整个系统性的研究以保证电力系统的安全运行。

参考文献

[1]谢开，刘永奇，朱治中，于尔铿.面向未来的智能电网[J].中国电力，2008，（6）.

[2]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化，2009，（9）.

[3]汪，尹项根，赵逸君，张哲.基于遗传算法的区域电网智能保护[J].电力系统自动化，2008，（17）.

[4]杨春生，周步祥，林楠，徐飞.广域保护研究现状及展望[J].电力系统保护与控制，2010，（9）.

作者简介：李洁茹（1985—），女，四川人，新疆石河子职业技术学院机械电气工程分院助教，研究方向：自动化。

（责任编辑：黄银芳）