浅谈电力系统继电保护技术

赵小崴 蒋云平

摘要：作为电力系统的关键部分，机电保护系统对于整个电力系统的工作将有重要影响，其能否正常工作会直接影响整体工作能否正常进行。在日常运行过程中，需要按计划对其进行巡视工作，保证其处于正常运行。其次对于不断发展的电力需求，在对技术进行革新的同时，还要考虑实际需求，保证继电保护系统能够在实际工作中发挥作用。本文主要对电力系统继电保护技术进行了分析探讨。

关键词：电力系统；继电保护；技术应用；发展趋势

中图分类号：TM7文献标识码： A

引言

电力资源是维持人们正常生活与学习的不可或缺的一项基本资源，也是促进国家经济建设顺利进行的保障。新时期，随着社会经济的不断发展与进步，传统的电力系统越来越暴露出种种问题，并且已经远远不能满足人们提日常生活的需要，因此，这就需要我们在电力系统中科学采用继电保护技术措施，来保障电力系统的正常稳定运行，这样才能为我国社会主义经济建设提供源源不断的电力资源。

一、继电保护的组成、工作原理、作用和工作要求

1、继电器的分类

在大量不同继电器中，根据其在继电保护中发挥的作用不同，可分为两大类。其一就是测量继电器。其面对的主要数据就是相关电气量，而根据不同电气量，还可以细分，例如电流继电器等；其二是辅助继电器。其发挥的主要作用是改进及改善继电保护器。例如其中就包括中间、事件、信号继电器。

2、继电器组成与原理

继电器保护有很多种类，可是一般组成包括测量、逻辑、执行模块、输入信号，具体是指源自于保护电力传出系统对象的信号，采集测量模块源自于被保护对象有关的运行信号特点，测量信号的获取需要比较给定的整定数值，传输比较结果到逻辑模块。逻辑模块按照测量模块传输的对比数值特点、大小以及出现的顺序或者是各种上述参数的融合，实行逻辑计算，得出的逻辑数值也是动作是否进行的重要根据。如图1所示，可以清晰看出继电保护系统结

构。

图1继电保护系统结构

3、电力系统继电保护的作用

电力系统继电保护问题一直备受关注，继电保护对于电力系统正常运行有着重要的意义。当电力系统中的电气设备（如发电机、输电线路等）或电力系统本身发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障从电力系统中切除，防止故障范围扩大，以保证无故障部分继续保持正常运行，并使故障元件免于继续遭受损害。当电力系统的被保护元件出现异常运行状态时，继电保护装置应能及时反应，根据运行维护条件，向运行值班人员发出声光报警、图文信息等告警信号。此时一般不要求保护系统迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度设定一定的延时，避免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。继电保护技术的应用能够使电力系统在供电部门的控制之中。当电力系统发生故障或异常时，继电保护装置可以实现在最短时间和最小区域内，自动从系统中切除故障设备，也可以向电力监控警报系统发出信息，提醒电力维护人员及时排除故障，这样不仅能有效的防止设备损坏，还能降低相邻供电区域受连带故障的几率，有效地防止电力系统因局部故障引起的大范围停电事故。

二、电力系统继电保护技术应用

1、继电保护设备的作用

为保护整个电力系统，在某个电力设备发生故障时需要及时与其他设备进行隔离工作。而为实现电力系统的保护作用，就需要继电保护发挥其作用。继电保护设备在工作时能够实时针对电力系统进行监控，其监视系统发现故障能够第一时间上报工作人员，工作人员或者主动管理系统对发现的问题进行分析。当出现的问题较严重时，继电保护设备将会在第一时间对出现的状况采取措施，例如将出现故障区域与其他区域断开连接。其次由于监视系统能够实时进行监视工作，加上其准确率较高，在保证完成保护电路的任务下尽量减少人工作业。如图2所示，为继电设备与系统连接关系，其中依靠传输介质将系统连接为整体。

图2继电保护装置

2、继电保护工作准则

电力系统发生故障时，继电保护装置会将故障区域与其他部分进行隔离。而在工作需要注意以下问题：（1）对于出现问题的区域需要关闭离其最近的断路器，这样做的好处是可以在避免故障扩大化的前提下，不影响其他无故障区域的正常工作，降低因故障产生的损失。（2）工作中保护设备必须处于可控状态，不能出现拒绝操作的情况。（3）避免人工错误操作的情况。严格要求工作人员的操作过程，避免因人工作业产生的错误操作，这能极大降低保护设备出现故障的概率，从而增加保护系统的可靠性。（4）在出现故障后，应及时对故障进行处理，避免故障扩大。其次这样做的好处是，降低经济损失以及设备的损耗程度，为长期稳定运行提供必要的条件。

3、继电保护应用

在企业工厂高压供电系统、变电站中普遍应用继电保护设备，除此之外还用于保护供电系统高压线路、主变保护中。在高压供电系统中应用分母线继电保护设备，针对分段母线没有并列操作运行的情况设计保护电流速断装置，投入仅仅是在断路器瞬间发生合闸时，合闸之后可以自行解除。除此之外，还要安装过电流保护，对于较低负荷等级的配电所不应安装保护。变电站继电保护的实际应用中，主要是应用在保护电路上，其工作方式一般是采用三段式的模式：一段属于速断电流保护，二段是速断电流限时保护，三段是过电流保护。其次包括保护母联、主变设备及电容设备。由于其在电力系统中应用在不断的加深，其发挥的作用也在不断的增加，其次由于快速发展的技术也为其发挥重大作用。

三、电力系统继电保护技术的发展趋势

1、网络智能化

计算机技术的普及和网络技术的发展使继电保护技术智能化。神经网络、模糊逻辑、遗传算法在继电保护技术中得到了普遍的应用。作为非线性映射方法之一的神经网络技术，能够有效地解决繁琐的非线性问题，使工作得以简化。网络智能化在继电保护中的应用，为继电保护工作的发展提供了一种新的思路。

2、自适应控制技术的广泛应用

自适应控制技术经过了几十年的发展，相关理论研究和应用技术日益成熟。自适应继电保护的理念开始于20世纪80年代，它能够实时监测电力系统的运行状况，根据运行状况的变化，以及运行中出现的故障，及时对保护定值、性能、特性等进行调整，从而达到保护设备的目的。在电力系统的频率发生变化，单相接地短路时过渡电阻出现异常以及出现其他故障时，利用自适应控制技术，可以迅速有效地提供相应的保护。自适应继电保护的宗旨是针对电力系统出现的种种变化，最大限度地利用继电保护的性能。这种新的保护技术受到了人们的广泛关注，增添了微机保护的活力。自适应继电保护能够有效改善系统响应时间，广泛应用于相关设备的保护工作中。目前虽然自适应保护技术起步时间较早，也取得了部分成果，但仍有很大的提升空间。如果想要达到真正的自适应，要求更全面地收集系统故障和运行中的相关信息，做好信息分析工作，做好保护相关的智能化和网络化工作。

3、现代计算机科学技术的应用

现代计算机科学技术已经得到了广泛的应用，未来的继电保护技术也将会更多地采用计算机技术。为彻底改变目前变电站监控、保护、计量、控制装置及各系统的分割状态，需要对系统集成技术的变电站进行全面的技术创新，从而在综合自动化技术和继电保护装置之间建立紧密的联系，更好地满足远程控制、信息共享的要求。计算机技术应用的核心是在微机保护装置、远方的终端单元（RTU）的系统中加入相关回路，替代原有的继电控制保护屏。如此不仅能减少对设备的资金投入，节约占用面积，还能使系统更加稳固可靠。目前，为了做好控制、保护和测量工作，我们通过电缆将变电站的一次设备（如变压器、线路等）的二次电流、电压传输到主控室。在铺设电缆时不仅需要投入大量的资金、耗费大量的人力，而且二次回路的接线十分繁琐。此时，如果在室外变电站要求保护的设备附近安装控制、测量、保护、数据通信一体化的计算机，对被保护设备的电压、电流量进行数学采样，通过计算机网络技术将其传输到主控室内，就可以有效的减少在电缆方面的资金投入，同时避免电磁信号产生的影响，从而传输的质量也将得到提高。

结束语

综上所述，随着时代的发展，电力系统继电保护技术将向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。计算机技术、网络技术、自适用技术等先进技术在继电保护中的应用，将使用电力系统继电保护更加可靠、灵活，降低变电站的投资成本，保障电力系统的安全稳定运行。

参考文献：

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［3］曹宇鹏，张慧琳.试述电力系统继电保护技术的发展状况［J］.民营科技，2010（12）.