电力系统继电保护技术的探究

■张建英，罗 彦 ■河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450007

确保电力系统的稳定运行具有重要意义，一旦电力系统出现故障，干扰到正常运行，轻者可能会阻碍到正常供电及电气设备自身，重则可能会直接危及到人们的生命安全［1］。因此，人们对供电可靠性的要求愈来愈高，随之对继电保护技术也提出了更严格要求。对电力系统继电保护的作用、基本组成与其保护措施进行深入研究，把握继电保护的发展趋势具有重要的现实意义。

1 电力系统继电保护作用

一旦电力系统中的被保护元件出现故障，继电保护装置便能够快速、自动且有针对性的将故障元件剔除到电力系统之外，在短时间内恢复故障环节的功能，促使其正常运行，避免故障元件持续受到损害侵袭，控制停电几率的发生;如若被保护元件出现异常运行的问题，继电保护可以立即做出相应反应，同时根据电力系统的运维要求，指示出信号、跳闸动作等指令;在这种情况下通常保护不会立即发生动作，而是对电力系统元件危害程度做出一定判断之后采取相应动作，避免不必要的动作发生［2］。另外，继电保护也是作为电力系统监控装置的存在，它可以实现对电流电压的测量，将系统设备实时运行状态及时反应出来。

2 继电保护的基本组成

继电保护一般由输入、测量部分，逻辑判断部分以及输出执行四个部分组成［3］。输入部分通常需要予以前置处理，比如说低通滤波、电平转换或者隔离等等，使其可以实现对各种现场物理量的检查;依据在测量部分各个输出量的大小、逻辑状态以及输出顺序等方面内容，将测量信号转变成为逻辑信号，并依据既定的逻辑关系进行组合、运算，确定最终的执行动作，最后由输出执行部分完成最后动作。

继电保护需要严格依据选择性、速动性、灵敏性以及可靠性的要求进行动作:(1)选择性。一旦电力系统中存在了元件故障，由距离故障点最近的保护装置动作，将故障部分排除到电力系统外，尽量控制故障波及范围，保证其它部分的正常运行。(2)速动性。当电力系统中某元件出现故障时，保护装置尽快完成相应动作，从电力系统中将故障元件排除掉，控制故障切除时间，缓解短路电流对电器设备带来的损伤程度，为电动机的自起动提供充足支持，确保电力系统运行的稳定性。(3)灵敏性。就继电保护装置其保护范围内出现故障、异常运行的反应能力，通过灵敏性进行衡量。(4)可靠性。在继电保护装置规定的保护范围内必须有所动作，而超出其保护范围之内或者正常运行的范围则应拒绝动作。

3 继电保护常见故障及解决方法

继电保护的常见故障包括两点:第一，电流互感饱和故障。它会对电力系统继电保护带来较严重影响，当线路短路时，由于电流互感器电流饱和，会致使过流保护装置不能动作，使整个配电系统断电;第二，不适当开关保护设备选择故障。一般情况下，对开关站入口线路使用负荷开关为日常分合负载电流不设保护，对带有配电变压设备的出口线路则使用负荷开关组合电器。当配电所出口出现故障，造成开关站的越级跳闸［4］。

针对与此，需要做好以下几点常见故障的处理方法:第一，替换法。将可能带有故障的元件使用好的相同元件予以替换，以此来判断是否属于好、坏，缩小故障探查范围;第二，参照法。对照正常与非正常设备的技术参数，找寻非正常设备故障点;第三，短接法。为判断故障是存在于短线范围之内还是范围之外，可以将回路某一部分或者是某一段采取短线进行短接，缩小检查故障范围;另外，其它常用的还有逐项排除法或者直观法等等，在此就不一一细论。

4 电力系统继电保护技术的发展趋势

经过长时间的应用、实践与发展，继电保护技术已经在电力系统中取得了很高的成就，且积累了大量的实践经验，在很大程度上促使电力系统的运行、管理水平得到提升。加之随着我国计算机技术水平的提升，计算机技术在电力系统继电保护中也得到普遍应用，这也预示着继电保护正在向着更高层次的发展，逐步实现智能化、信息化以及一体化等发展［5］。

4．1 智能化

长时间以来，人工智能技术被应用到诸多领域中，继电保护领域的人工智能技术也由此展开研究。将人工神经网络与模糊控制理论等逐渐的实现在电力系统继电保护中的应用，为继电保护技术的进一步发展注入了活力。人工神经网络属非线性映射方法，可以解决很多难以求解、难以列出方程式等复杂的非线性问题;其它的像遗传算法、模糊逻辑等方法也具有解决复杂问题的能力，由此可以下定论的是，在未来电力系统继电保护领域，许多难以解决的问题将会在智能化的实现下迎刃而解。

4．2 一体化

在实现电力系统几点保护的信息化基础上，保护装置就相当于一台计算机，具有高性能、多功能的特点，是整个电力系统中的一个智能终端。它可以从网络上实现对电力系统正常运行、故障等诸多信息数据的获取，并将所得信息传输到网络控制中心或其它终端。因此，任何一个微机装置都可以实现继电保护的功能，同时在保证正常运行的基础上，完成控制、测量、数据通信等功能，也就是实现一体化。随着科学技术的不断成熟与发展，新型的继电保护装置也不断涌现，一体化的实现也成为必然。

4．3 信息化

计算机网络作为现代化的通信工具已经成为当前信息时代的技术支柱，无论是对人们的生产还是生活都带来极大影响，并带给各个工业领域根本性的变化，同时为其提供了更强大的通信手段。基于此，继电保护的作用也不仅仅只是局限在故障元件的排除或者是控制事故波及范围等方面，更是要保证整个电力系统的安全、稳定运行，这也就对每个保护单元提出了严格要求，使其能够实现对整个系统故障与运行信息的完全共享，在对这些数据进行分析的基础上加强动作协调。这样一来，继电保护装置就能够越来越多的得到故障信息，使其对故障距离、故障性质以及故障地点的判断更为精准，大幅度提高继电保护的可靠性。由此判断，实现继电保护装置的信息化同样是电力系统发展的大势所趋。

4．4 计算机化

随着我国电力水平的不断提升，电力系统对继电保护也提出了更为严格的要求，不仅需要其具有基本功能，还要求其具有长时间储存故障数据与信息的空间，提高数据处理功能，高级语言编程等等，也就是说，对继电保护装置的要求相当于实现一台计算机的功能。因此，继电保护装置的计算机化成为必然的发展趋势。但计算机化的继电保护系统怎样才能进一步满足电力系统要求，怎样更好的提高其动作可靠性，获取最大的经济、社会效益，还需要我们做深入研究。

5 结束语

长时间以来，自电网建设初，继电保护事业就一直在为人们提供服务，而随着电力系统的飞速发展、计算机技术的不断进步，继电保护技术也在向着更完善、更可靠的方向发展，未来更将实现信息化、智能化以及一体化，这也要求我们必须要不断探究、总结继电保护技术，为我国电力系统的深入发展做出应有贡献。

［1］王迎春．电力系统继电保护技术若干问题探讨［J］．科技创新导报，2014，(10):24．

［2］熊中行．基于面向对象技术的电力系统继电保护仿真研究［D］．华北电力大学(保定)，2003，31(08):49-51．

［3］张健康．电力系统继电保护技术的现状及发展趋势［J］．装备制造技术，2011，(02):109-110．

［4］胡海平，朱宁西．电力系统微机保护系统设计［J］．广东电力，2011，24(10):53-57．

［5］杨文英，盖志强，张华峰，张丽等．电力系统继电保护可靠性问题研究［J］．中国电力教育:下，2013，(09):210．