试析继电保护对电力系统的影响

刘 雁

青海省电力设计院新能源处，青海西宁 810008

随着社会经济不断发展，人们的生产生活对电力需求量越来越大。电力系统比较复杂，主要包括四个环节，即电力产生环节、输送环节、分配环节与用电环节。随着信息技术和电子技术的发展，继电保护技术在近年来愈加成熟，在电力系统中的地位也越来越突出。无论是企业供电还是电力系统的安全运行，均离不开继电保护装置。近年来，由于发电机容量、用电设备及家电类型越来越多，大大增加了电力系统的工作电流及短路电流。在这种情况下，要想确保电气设备运行安全，及时发现短路故障，必须重视继电保护装置的应用。文章介绍了继电保护装置的工作原理、安全标准及使用条件，并针对继电保护对电力系统的影响进行具体分析。

1 继电保护装置在电力系统中的应用概述

1.1 继电保护装置的工作原理

在电力系统中进行继电保护装置的设置，一方面是为了保护电力系统，确保其运行正常；另一方面则是为了及时发现电网运行时出现的故障，并采取有效措施进行解决。近年来，继电保护自动化技术有了很大发展，一旦电力系统出现故障，能够及时找出故障发生区域，并自动采取跳闸、报警等措施进行解决。在有必要的情况下，新型继电保护装置能够隔断故障部分与正常部分，防止损失扩大。此外，自动化继电保护装置还能直接解决简单故障，减少人员工作量。线圈、触点、引脚和衔铁等是继电保护装置的主要组成，在电力系统运行过程中，该装置可利用传感器实现配电、发电等功能，实时监控电气设备。不仅如此，自动化继电保护装置与网络技术的结合，能够对各类监控数据进行有效采集、整理，利用监控系统分析被保护对象的电气信息、关联节点运行信息等，在此基础上作出科学决策，从而动态调整继电保护装置的保护定值，充分发挥该装置针对不同情况的保护功能[2]。

1.2 继电保护装置的安全标准

考虑到安全性能，继电保护装置应当满足下列标准：第一，在预定环境条件不变的情况下，能够有效抵御外部非机械性影响，不会对设备安全、人员安全造成威胁；第二，在预定过载条件不变的情况下，不会对设备与人员安全造成威胁；第三，当过载条件在预期范围内时，不会对设备与人员安全造成威胁；第四，针对因人体直接或者间接触电导致的安全事故，该装置具备相应的防护措施；第五，不会产生电弧、辐射以及高温等，导致人身安全受到危害；第六，针对各类可预见状况，该装置的绝缘性能符合规范要求；第七，一旦出现其他影响设备及人身安全的危害性要素，该装置能够采取相应的保护部措施；第八，电气设备在机械安全、电击防护、防火性能、可燃性以及基本安全性能等方面满足规范要求，以此确保继电保护装置运行正常，能够充分发挥其保护功能，不会对电力系统的工作状态造成影响[3]。

1.3 继电保护装置的使用条件

第一，继电保护装置必须具备可靠性。在继电保护装置运行过程中，不能出现拒动、误动等异常状况，回路接点以及继电器接线应当简洁明确，功能有效；第二，继电保护装置必须具备灵敏性。在电力系统上应用继电保护装置，一旦受保护设备出现各种故障问题或者运行不正常的情况，继电保护装置应做到反映灵敏，便于技术人员在第一时间找出故障发生的范围，并采取针对性措施进行解决，防止故障扩大带来更多危害；第三，继电保护装置必须具备快速性。一方面，继电保护装置应尽可能缩短故障排除时间，确保系统恢复正常运行。另一方面，继电保护装置应尽可能减少故障设备的损坏，保证正常设备尽快启动、运转，防止局部故障引发全面故障，影响人们的正常生活和企业生产；第四，继电保护装置必须具备选择性。当故障发生时，对于距离故障点最近的断路器或者开关，继电保护装置能够有目标、有选择的进行切断，确保故障切除区间达到最小，以免对系统正常部分的运行造成影响。在选择继电保护装置时，既要考虑其运行条件，又要做好日常维护、检修工作，以免设备功能受到影响。

1.4 继电保护系统的发展历程

继电保护系统对电力系统的影响主要体现在保护功能上，当受保护系统的电器元件、电路等出现故障问题时，该系统内部的额定保护装置可以依靠设定程序，对故障部位采取相应的既定操作，包括短路、跳闸等，切断故障元件或线路，并及时向管理人员发出通知，以免电器元件损坏过大，从而有效保障电力系统的整体运行安全，确保电网始终处于正常工作状态，防止因部分电器元件或线路损坏而带来大面积故障问题。近年来，继电保护系统逐渐由单一的电流保护过渡至复杂的高频保护、距离保护，其发展基础是继电保护装置电器元件技术，发展历程主要包括电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型这四个阶段，传统的电磁型保护装置存在很大缺陷，例如，灵敏度不高、反映不灵敏、抗震性能较差、易磨损等，晶体管型继电保护装置能够有效解决以上问题，但是该装置在抗干扰性能、质量稳定性、判断等方面仍存在不足。相信随着科学技术不断发展，继电保护系统也将越来越完善。

2 继电保护对电力系统的影响分析

2.1 可靠性是继电保护装置发挥作用的基础和前提

要想切实保障继电保护装置的可靠性，必须做到设备配置合理、质量合格、技术先进、性能优良、管理有效。继电保护装置具备以下任务：首先，将电力系统中的故障元件或线路快速、自动、有选择性地切除，以免元件或线路损坏扩大，确保其他正常部分的运行不受影响；其次，将电气元件的故障状态及时反映出来，根据其运行与维护要求发展调整、减负荷等要求，通常在这种状态下无需进行迅速保护动作，只要结合元件或线路损坏程度进行必要的延时即可，防止出现误动作。

2.2 继电保护促进电力管理智能化发展

智能化管理模式在现代电力系统管理中的应用越来越普遍。这不仅能有效改善管理资源浪费现象，而且有利于各种智能化技术在电力系统中的应用。基于这种技术背景，继电保护系统也逐渐向着人工智能化方向发展，保护装置设计的合理性、科学性均有较大提升。因此，继电保护自动化技术已经成为继电保护技术发展的主要趋势。现阶段，模拟人工神经网络（ANN）被越来越多地应用于大型城市的供电公司中，以此保护电力系统，同时促进了继电保护技术的自动化、智能化发展。调查研究显示，在电力输送过程中，短路故障类型多达几十种，如果采用人工排除的方法，排除时间不会低于12h。在电力系统中应用模拟人工神经网络继电保护系统，能够对数据样本进行采集，在此基础上准确检测电力故障，故障排除时间可缩短至0.5h以内，维修时间也相应缩短。再加上计算机系统的辅助功能，电力输送效率能够得到有效提升，对于我国电力事业的发展具有重要意义。

2.3 继电保护系统促进电力管理网络化发展

计算机网络技术是继电保护系统发展的主要依托。继电保护技术与计算机网络技术的有机结合，实现了对电力故障的直观性、可操作检查，有效满足了继电保护技术的开放性要求。维护电力系统的运行安全是继电保护装置的基本功能，利用数据模拟生成系统能够更好地实现这项功能，此外，计算机技术还可对数据进行采集、分析，对故障发展原因进行准确判断。

2.4 继电保护系统促进电力管理计算机化发展

近年来，计算机技术水平有了显著提升，电力保护相关软硬件不断升级，推动了电力系统的完善与发展。继电保护系统不仅具备基础性保护功能，还具备故障信息存储功能，数据处理速度及通讯能力均有较大提升。不仅如此，继电保护系统还能与控制系统、保护系统及数据共享系统结合在一起，实现了电力管理的计算机化发展。

3 结语

综上所述，社会经济的发展带动了电力事业发展。在电力系统内部，继电保护装置发挥着不可替代的作用，该装置既能有效保护电网正常运行，又能及时发现并准确判定故障元件、线路等，在此基础上采取相应措施进行解决，确保电力系统无故障运行，实现了供电可靠性的有效提升。随着科学技术的进步，继电保护技术也越来越完善，在电力系统管理中合理应用该项技术，不仅能有效缩短故障排除时间，还能减少人员工作量，大大提高供电效率，满足人们日常生活及社会生产需求，推动社会经济又好又快发展。