电力系统变电运行中继电保护改进策略研究

黄彦婕

（福建省电力有限公司厦门供电公司，福建 厦门 361000）

电力系统变电运行中继电保护改进策略研究

黄彦婕

（福建省电力有限公司厦门供电公司，福建 厦门 361000）

在电力系统运行中，继电保护被称之为安全卫士，它是电力系统安全运行的最重要组成部分。而继电保护问题一直是人们研究关注的重点，本文将从继电保护概念、在电力系统中的作用、工作原理、继电保护方案及改进措施等四个方面进行探讨，希望从根本上解决继电保护装置在运行过程中出现的问题，进而保证电力系统的可靠稳定运行。

电力系统；继电保护；策略

随着科学技术的进步，电力系统不断发展，继电保护的要求也随之增高。继电保护不再采用传统的单一的组合模式，而是向着一体化、智能化的方向发展。如何采用科学合理的继电保护系统、如何阻断故障损害防止事故扩大引起了深入思考。以下在深刻理解继电保护工作基本概念与作用的基础上，对继电保护工作原理进行了分析，最后对继电保护进行改进研究，并针对不同的元件保护提出了具体的继电保护方案，确保电能质量的良好和电力系统的安全稳定运行。

1 电力系统的继电保护概念、作用与工作原理

1.1 继电保护的概念

继电保护装置指在电力系统正常的运行过程中，在对电力系统进行准确的监测与测量的基础上，及时对电力系统中的故障进行控制、保护正常设备继续运行的一个自动装置。当电力系统出现异常运行的时候，继电保护可以迅速显示其中的电气元件出现故障的部分，并在最短的时间内，完全切除故障，使得被保护元件不会再次受到损坏，确保电力系统中其他装备继续正常运行。同时，继电保护系统还将发出事故或警告信号，从而使运行维护人员及时发现缺陷，并能根据继电保护报文进行事故分析和定位。

1.2 继电保护在电力系统中的作用

继电保护装置在电力系统运行过程中，主要任务分为以下三种：一是在电力系统正常运行时，监视和测量用电环节和线路的正常运行；二是在电力系统出现故障，如单相接地、过负荷等一系列轻微故障的情况下，通过发出警告信号，并在不中断电力系统运行的前提下通知运行人员尽快处理；三是在电力系统出现较为严重的故障时，继电保护装置将使故障元件靠电源侧最近的断路器跳闸，停止故障点继续工作。目的是确保非故障设备可以继续正常运行，防止事故扩大。

继电保护装置在电力系统变电运行过程中，此外，还可以可借助继电保护装置和智能自动装置的结合来实现自动重合闸和备用电源的自动投入，从而缩短事故造成的停电时间、减小事故造成的范围，提高电力系统运行的可靠性。

1.3 继电保护的工作原理

继电保护系统包括测量、逻辑与执行三个模块。继电保护系统也会对本身出现的故障进行判断，区分出问题元部件和正常工作元部件，发出警告信号提醒运维人员进行处理，同时依据元部件受损坏的等级实施相应的保护，增强了元部件的安全性和工作效率。继电保护常见问题处理流程如下。首先根据警告信号寻找故障点，运用从室外到室内查找测量电缆和设备的方式找出信号回路、直流接地和电源开关等可能出现的故障点。再基于已有知识，对故障点进行逻辑性的问题分析，如信号回路故障一般是由于指示灯与光耦遭受相互冲击造成的；而直流接地故障和电源开关是电缆绝缘不合格或者指示灯发生异常产生的。最后对故障点进行维修，通过替换故障元部件使设备恢复正常运行。

2 电力系统中继电保护方案及改进措施

2.1 电力系统中继电保护事故出现原因

（1）人为因素。由于电力系统工作人员中有些专业知识不足、有些工作态度不认真等因素造成电力系统继电保护事故的发生。如现场设备未按照继电保护装置的运行要求进行配置或整定，在电力系统继电保护装置出现问题时没有及时处理，都将造成损失。

（2）继电保护装置方面存在的因素。继电保护装备主要由数据采集系统、微机装置的保护与管理装置等组成。其中任何一项发生故障，均会引起继电保护事故的发生。继电保护装置发生故障会在数据采集系统和电源模块发生异常。数据采集系统的异常可能导致继电保护装置判断该数据为异常数据，进而闭锁保护，在发生故障时保护装置不能正常切断故障；也可能导致在正常运行时保护装置的误动。电源模块异常则将直接闭锁保护装置。这些都是继电保护系统中存在的隐患，如何改进保护方案、改进装置硬件都是未来继电保护需要不断探讨的问题。

（3）继电保护系统软件因素。从电力系统的发展历史来看，造成软件出错的主要原因在两个方面，软件编码错误、软件结构设计有缺陷是一方面，而测试操作有误、定值输入出现不规范等原因是另外一方面。而继电保护电力系统中系统软件出现问题，会直接造成继电保护装置错误启动甚至是拒绝启动。

2.2 电力系统中继电保护的先进方案

（1）电力系统中主变压器的继电保护方案。变压器作为变电系统的重要设备，为防止其故障对电网造成巨大影响，必须进行全面的保护。根据变电设备的容量和电压等级，在高、低压侧及本体上装备安全可靠，性能良好的继电保护装置是十分必要的。

目前智能变电站中，根据相关安装规范的要求，220kV及以上变电站电量保护适宜采取智能终端、合并单元、保护装置组成的双套独立系统。在配置时，电量保护的主、后备一体化，两套电量保护分别与各自的智能终端、合并单元对应。非电量保护一般与第一套智能终端、合并单元相对应，直接就地化配置。继电保护装置不通过网络采集，而是通过对合并单元直采获得电压电流，从而防止网络延迟、网络风暴对继电保护系统的影响。变压器的终端设备不但与继电保护装置通过光纤直连，还与测控装置通过网络进行连接，从而实现保护、控制的智能化。

（2）电力系统中线路的继电保护方案。220kV及以上智能变电站线路间隔配置设备包括：2套保护装置、2套智能终端、2套合并单元、1套测控装置、2台过程层交换机（分别为AB网使用）。其中保护装置的主保护通常为差动或纵联距离保护，后备保护有三段距离保护、三段零序过流保护。为提高供电可靠性和电力系统并列运行的稳定性，一般保护装置中将投入单相重合闸功能。大部分的线路故障（单相接地短路）能够将故障相断开再进行重合，若是瞬时性故障，重合后三相将恢复正常运行；若是永久性故障，重合后将立即断开三相。智能变中保护装置采样及跳闸的传递也都采用直采直跳，测控装置采样及跳闸的传递则采用网采网跳，针对不同应用在保障可靠性和集约设备上进行了平衡。

（3）电力系统中母线的继电保护方案。在电力系统继电保护中，母线是电力传输中线路的核心部分。母线出现问题将给电力继电保护系统带来不可挽回的损失。

母线的继电保护是基于分布式的设计方法，对于220kV及以上母线同样采用双套保护配置，根据差动电流计算来判断母线是否故障并判断出发生故障母线。母线保护中的差动、失灵均需要电压开放，电压均取自母线合并单元，各支路电流均取自各线路间隔合并单元，所有采样均走直采通道。其跳闸的传递同样通过直跳通道完成，而各支路的启动失灵开入及母线保护送至各线路保护的远跳则通过网采网跳。母线保护一旦误动将导致母线上所有馈线开关的误跳闸，影响范围大。加强母线系统安全性，有利于智能化的继电保护正确性。

2.3 电力系统中继电保护改进措施

（1）加强继电保护工作人员专业知识与职业素质。专业性强、技术要求高是继电保护工作人员的两点特征。我们要求在日常的工作中，继电保护工作人员首先要做到的熟悉继电保护装备的各部分功能，熟练操作继电保护各部组件，以便在发生异常情况时，用科学的态度做出正确判断，确保继电保护工作顺利进行。此外，要特别重视继电保护工作人员专业知识与素质的培养，可以通过对工作人员定期的培训，让工作人员把安全意识问题放在第一重要位置，建立一支充实配备技术力量的专业队伍。

（2）加强继电保护装置日常的巡视、检查和维护。我们每一位继电保护工作人员都应该养成一种对继电保护装置加强日常巡视、检查和维护良好的工作习惯。首先要做到的是工作巡视及记录，记录每一个工作细节和处理方法，相当于是一份可供参考的技术档案，对于之后的工作有借鉴作用；其次要做到的是对装置的检查，每一次工作完后均认真检查一遍所接触过的设备，排查设备隐患，如老化的线路和老化的元件；最后要做到的是对装置进行定期维护，维护保护电源板、模拟量采集板、跳闸出口板，CT回路等，以保继电工作者在继电保护装置运行过程中即使出现问题也可做到心中有数，及时处理，保障其正常运作。

3 结语

继电保护系统是保证电力系统正常运行的关键所在，作为变电运行中的工作人员，在电力系统出现故障的时候，最重要的职责就是采用各种技术，收集故障信息进行分析处理，及时可靠的消除故障，保证人身、财产和设备安全，确保电力统在安全的环境下得以正常运行。

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