继电保护技术在电力系统中的应用与发展

杨力

摘 要：文章论述了我国继电保护技术发展的状况，基本要求和相相关技术，保护问题。

关键词：继电保护技术；电力系统；应用

1 我国电保护技术发展现状

1.1 建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年长中我国已建成了继电保护研究，设计，制造，运行和教学的完事是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

1.2 结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代，在此期间，从70年代工中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代未集成电路保护已形成完事系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制，生产，应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。

1.3 天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。我国从70年代未即已开始了计算机电保护的研究。

1.4 高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学，东南大学，华北电力学院，西安交通大学，天津大学，上海交通大学，重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理，不同形式的微机保护装置。

1.5 揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路，在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护，发电机保护和发电机变压器组保护也相继于1989，1994年通过鉴定，投入运行.随着微机保护装置的研究，在微机保护软件，算法等方面也取得了很多理论成果，可以说从20世纪90年代未开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2 继电保护的基本要求

2.1 可靠性是指保护该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作.可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求，继电保护的可靠性主要由配置合理，质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证，任何电力设备都不允许在无继电保护的状态下运行，220JV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交，直流输入，输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护，当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装置操作另一组继路器切除故障。在所有情况下，要求这套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。

2.2 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护，线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

2.3 灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定，选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

2.4 速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障涉及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护相间速断保护的作用。

3 电流保护措施

3.1 过电流保护它是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的，如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上，下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。

3.2 电流速断保护。这是按照被保护设备或线路未端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的.速断保护运输和，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。

3.3 定时限过电流保护。在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器和信号继电器三元件组成；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。

3.4 反时限过电流保护。继电保护的运输和时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，在10kV系统中常用感应型过电流继电器。

3.5 无时限电流速断。不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15%。

3.6 电压保护措施：（1）过电压保护.防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的.10kV开闭所端头，变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备，变压器，变压器低压侧装设备避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的；（2）欠电压保护。防止电压降低致伤电气设备的正常运行受损而定的；（3）零序电压保护。为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护.主要用于三相三线制中性点绝缘的电力系统中。

3.7 瓦斯保护措施。油浸式变压器内部发生故障时，短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解，并产生气体，利用气体压力或冲力使气体继电器动作，故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯，当故障严重时气体继电器触点动作，使断路器跳闸并发出报警信号，轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。

4 差动保护措施

这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置，常用做主变压器，发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：（1）横联差动保护。常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。（2）纵联差动保护。一般常用动主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。

5 高频保护措施

这是一种动作主系统，高压线路的高可靠性的继电保护装置。目前我国已建成的多条500kV的超高压输电线路就要求使用这种可行性，选择性，灵敏性和动作迅速的保护装置，高频，保护分为相差高频保护，方向高频保护。相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相应的保护，规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负，这就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度，方向高频保护的基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来差别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。

6 距离保护和平衡保护措施

这种继电保护也是主系统的高可靠性，高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路故障点不同的阻抗值而整定的，平衡保护是一种作为高压并联电容器的保护装置。继电保护有较高的灵敏度，对于采用双星形接线的并联电容器组，采用这种保护较为适宜。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。

7 继电保护的发展及新趋势

微机保护经过近20年的应用，研究和发展，已经在电力系统中取得了巨大的成功，并积累了丰富的运行经验，产生了显著的经济效益，大大提高了电力系统运行管理水平。近年来，随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得了更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，其未来趋势向计算机化，网络化，智能化，保护，控制，测量和数据通信一体化发展。

结束语

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术，计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入新的活力，进而我国电力系统的未来发展将更为强大。

参考文献

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