继电保护装置运行的特点和原理以及问题分析

梁宇鹏

【摘要】继电保护装置作为电力系统的重要组成部分，其对电力系统的稳定有效运行起着十分重要的作用，而随着电力系统的发展，对继电保护装置的要求越来越高。文章通过描述电力系统继电保护装置的发展近况，在分析其特点以及工作原理的基础上，提出了相关的问题，旨在促进电力系统的安全稳定运行。

【关键词】电力系统;继电保护装置;原理;特点

1.引言

随着我国经济实力的增长和生活水平的提高，人们对电力供应的要求越来越高，对电力系统的安全运行提出了更高的要求。为了保障电力系统的稳定安全运行和提高电力系统的经济效益，继电保护装置被提上了日程。就目前来看，继电保护已迈向网络化发展，其对电力系统的控制、测量和保护都提出了更高的要求。所以，通过对继电保护装置的特点、原理以及可能存在的问题进行分析，找出有效对应的解决措施，使其更有效地推动电力系统的安全稳定运行。

2.继电保护装置运行的特点

2.1 能够快速有效地处理电力系统内的故障

继电保护装置在正常运行时，一旦电力系统工作出现异常，产生故障，其都会及时、有效地传递故障信号，并准确将动作反映出来，将故障限制在可控范围内，并立即切断故障。

机电保护装置在电力系统正常工作时并不起多大的作用，可是一旦电力系统内部发生故障，继电保护装置就会起保护作用，将系统故障给限制住，防止因电力故障导致的不必要损失。

2.2 自身故障

继电保护装置在电力系统的正常运行时其自身也可能会发生一些故障，这些故障可分为两类：误动故障和拒动故障。

误动故障是指：电力系统正常运行时，继电保护装置发出的信号与动作发生错误，造成电力系统检测信号紊乱，影响系统的安全稳定运行。拒动故障是指：当电力系统在运行过程中出现异常情况时，继电保护装置因自身故障拒绝产生动作，使得其在保护电力系统运行中并没有起到保护作用，进而可能导致更严重的电力故障发生。此类故障主要出现在传统继电保护装置中，随着科技发展，继电保护装置的配置和安全作用的效果会得到显著提高，将会大大降低此类故障的发生率。并且，随着科技发展的继电保护装置，不仅能够保护系统正常运行，而且能偶对系统设备的参数进行实时监测，进行远程控制，对电力系统的安全有效稳定运行提供了更加有力的保障。

2.3 能够提高装置性能

继电保护装置能够有效地提高装置的性能，快速、准确地反映故障并将其去除，保证系统的安全运行。以计算机技术为基础，建立在自动化系统的继电保护装置能够完成复杂的工作，且能够及时检测到故障，并立刻传递给工作人员，解决掉故障。

此外，继电保护装置的抗干扰性能力较差，所以要加强对继电保护装置的管理。

3.继电保护装置运行的原理

3.1 继电保护装置的原理概述

继电保护装置的原理是利用电力系统在工作时，元件发生异常情况的功率、频率、电流、瓦斯量等电气量的变化，以及变压器油箱内故障时油流速度增大、产生大量瓦斯的、油压强度的增高等其他的物理量。在大多数的情况下，不管论采用哪种原理，继电保护装置都应该包括以下几个方面：逻辑部分、定值调整部分、测量部分以及执行部分。微机继电保护的结构原理图如图1所示。

测量部分：测量主要是对被保护对象输入的相关电气量进行测量，频率、电压等。测量结束后，还要将测得的数据与相关的整定值进行对比分析，输出比较结果，最后再判断继电保护装置是否该发生动作。

逻辑部分：针对检测部分检测出的数据与输出逻辑关系，对其进行逻辑分析，判断是否应该发出信号或者短路跳闸，并输入相关命令到执行部分中。

执行部分：根据逻辑部分发出的信号将装置负担的任务操作完成，如发出信号等。

图1 微机继电保护装置的结构原理图

3.2 继电保护的具体分析

关于电力系统电力变压器的保护，可有以下几类：

3.2.1 瓦斯保护

作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KVA以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。

（1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。

（2）轻瓦斯动作容积：<1000KVA：200±10%cm3;在1000～15000KVA：250±10%cm3;在15000～100000KVA：300±10%cm3;>100000KVA：350±10%cm3。

3.2.2 电流速断保护整定计算公式

（1）动作电流：=×

继电器动作电流：

其中：—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4;—接线系数，接相上为1，相差上为;—变压器二次最大三相短路电流;           —电流互感器变比;—变压器的变比。

一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为：

其中：取3～6;—变压器一次侧额定电流;—速断保护动作电流值。

（2）速断保护灵敏系数校验：

其中：—变压器一次最小两相短路电流。

3.2.3 过电流保护整定计算公式

（1）继电器动作电流

其中：—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）;—接线系数，接相上为1，相差上为;—返回系数，取0.85。

（2）过流保护灵敏系数校验

其中：—变压器二次最小两相短路电流;—过流保护动作电流值;—变压器的变比。

过流保护动作时限整定：一般取1～2S。

根据以上几点保护措施，可有效减少保护装置工作过程中出现问题的概率，并且可根据计算过程中的数据，判断可能产生故障的发生点，及时进行故障排查、维修措施。

4.继电保护装置运行中的问题分析

继电保护装置在日常运行中会出现许多的问题，主要表现在下面几个方面：

4.1 绝缘问题

微机继电系统线路密集、集成度较高，在长期的使用过程中，由于静电作用电路表面会吸附大量的灰尘，使得电路出现新的导电通道，导致电缆绝缘性能降低。其次，在设备的检修过程中，由于受施工工艺、现场运行环境等原因影响，容易造成的二次电缆绝缘降低问题，最终导致继电保护装置存在重大安全隐患。

4.2 继电器抗干扰能力低

当微机型保护装置抗干扰性能无线通讯设备干扰能力较弱。如一电焊机在继电保护装置周围进行氢弧焊接时，常常导致继电器跳闸。其次，冲击负荷、操作方法、直流回路接地等也会干扰继电保护装置。

当周围环境温度的变化、继电器遭受冲击与振动或者铆安装不够好导致继电器零部件松动等原因，都会影响继电器的参数值，导致参数出现错误。

4.3 针对以上问题实施的几点解决措施

第一，因继电保护装置中有许多的线圈， 对各线圈隔开单独放置为避免其出现接触交叉的现象。加强继电保护装置的检修和维护。工作人员需定期对继电保护装置进行检修和维护，对其运行过程中的数据进行记录并合理分析，保证其正常工作或者提前发现其不正常现象并及时采取措施。加强对工作人员的技能培训，尽量减少由于工作人员操作维护错误对设备造成二次破坏。

第二，提高装置的抗干扰水平，避免因干扰信号过强而导致装置产生误操作现象。信号传输过程很容易收到电磁波信号的干扰，所以，要加强继电保护的绝缘装置，同时，在元件选择上也要选择抗干扰强和隔离性能高的。在装置安装过程中，不仅要保证其在线路上进行防护，还要避免继电保护装置接地，从而避免在接地安装的过程中产生电磁干扰。

5.结束语

综上所述，继电保护装置稳定安全运行对电力系统的正常工作起了非常重要的作用，同时，继电保护的技术水平较高，继电保护装置的维护工作也同样艰巨。所以，工作人员在提高自身知识理论储备和实际操作能力的同时，要做好继电保护装置的维护和管理工作，保证电力系统高效、稳定、安全地运行。

参考文献

[1]周艳.继电保护装置运行的特点和原理以及问题分析[J].中国高新技术企业，2013（31）：109-111.

[2]付勇.电力系统继电保护装置运行可靠性指标的研究[J].电力建设，2005（10）：39-43.