继电保护在电网调度中的运行分析

魏 军

（国网宁夏电力有限公司固原供电公司，宁夏 固原 756000）

0 引 言

电力系统的通信功能不仅能为电网的运行、建设与管理提供相应的支撑，也能为社会中的诸多生产活动与业务提供全方位保障。然而，影响电力系统运行的因素较多，难以保证电力系统的安全平稳运行。下文分析继电保护在电网调度中的运行，以期进一步优化电力系统。

1 电力系统运行故障分析

电力系统一旦出现运行故障，将会对社会造成巨大影响。因此，一定要重视电力系统故障问题。影响电力系统运行质量的因素很多，鉴于电力系统建设过程中对天气等客观影响因素的抵抗能力较弱，考虑到建设技术等主观因素的存在，需要从多方面分析造成电力系统运行故障的原因。具体地，客观影响因素如雷电、大风、高温或者严寒等，都会影响电力系统的运行；主观影响因素如设备性能欠佳、电线老化、设备的损坏等也会影响电力系统的运行。当电力系统的运行出现故障时，电网会出现一些异常现象，主要表现为超负荷运行、超电压运行、出现振荡、次同步谐振等。如果出现上述现象，可断定电力系统已经出现运行故障，需及时处理。

2 继电保护在电网调度中的运行分析

继电保护能够对电网中不正常的状况进行自动切除，因此继电保护在电力系统或者电网调度中的作用主要是当电力系统出现运行故障时全面分析运行故障，从而及时发出预警信号，引起工作人员的注意；或者对线路中发生的故障进行快速切除处理，从而将故障的负面影响降到最小，达到保护电网安全运行的目标[1]。下文将从保护原理、运行要点等方面对继电保护进行分析。

2.1 继电保护工作原理

继电保护在电网调度中的正常应用，需要专门的继电保护装置和合理的继电保护工作回路。合理的继电保护工作回路能够将故障信号快速传输到控制中心，根据具体情况做出自动切断行为或发出故障预警。例如，跳开故障元件的断路器，或者通过对故障元件不正常的运作状态自动发出警报等。但是，无论是自动切断或是发出预警，继电保护均需要依靠合理的继电保护工作回路完成操作。一般情况下，继电保护的工作回路主要包含以下内容。第一，转化电压、电流。当电流、电压完成第一次通过电气设备装置的处理后，会在短时间内将其转化为适合于第二次继电保护设备工作的电流与电压。第二，完成设备间的隔离处理，即一次设备与二次设备之间要进行隔离，避免部分电气设备出现故障而对其他设备的运行造成影响。在这个环节中，需要保证隔离的电回路处理中连接两者保护装置的电缆不受影响。一般情况下，需要在保护装置的出口处与断路器跳闸之间连接保护电缆。第三，做好自动化保护设备的指示和跳闸装置的处理，在信号回路设备与跳闸保护装置之间接通电源，确保指示灯正常显示[2]。

2.2 继电保护的运行要点

继电保护在电网调度中的运行要点主要分为以下几部分内容。

第一，当电力系统出现运行故障时，继电保护装置可以与电力系统中的其他电力装置进行配合，提升其保护效率，缩短故障时间，使电力系统尽快恢复正常。但是，因为继电保护装置属于自动化装置，因此与其配合的电力装置必须是自动化电气装置。在自动化电气装置的基础上，通过提前设置电气系统中的预定处理措施，以期将电力故障影响降到最低。

第二，当电力系统出现运行故障时，继电保护能够在自动化设备与电力回路的配合下，迅速对发生故障的元件或是电线路段做出反应，并且精准到具体部位，实现选择性切除，以不对整个电路的运行造成过大影响，同时保证故障元件的完整性。通过以上处理，可以使电力系统中的其他部分在短时间内恢复到正常运行状态。

第三，通过继电保护自动化装置，自动化感应电力系统中发生的运行故障，自动判断电气元件运行状态，一旦出现运行故障，迅速发出警报，并且根据电气系统的场地条件，对实际的运行维护状态加以分析。如果在发出警报信号后的一定时间内没有得到及时的人为干涉操作，继电保护装置会自动实施切断操作，将已经出现故障的电气元件或者潜在故障元件进行自动切除[3]。这个环节中需要注意，继电保护装置和回路在对故障元件进行切除的操作中，不会对故障源元件采取相应的保护措施，反而会延迟保护时间，这主要是出于对电力系统运行的稳定性和信号质量的考虑。如果在短时间内对故障元件或是电力系统中的其他电气元件进行保护，将会引起整个电力系统的信号波动，干扰后期电力系统的正常运行，如图1所示。

图1 继电保护运行图

2.3 继电保护运行选择

电网分上下级，因此继电保护在电网调度中的运行应该根据上下级电网的运行原则进行合理整定，以实现继电保护在电力调度运行方面的选择性。一般情况下，继电保护装置都会根据电力系统和元件的运行情况进行自动切断，但仍旧要对继电保护装置选择性切除的操作加以重视。首先，对中断线路接入的选择性来说，要考虑到供电变压器的线路问题。鉴于目前我国电力系统在供电线路的选择方面并不复杂，即不论是一台供电器单独运行还是多台供电器并列运行，接入的终端线路都可以满足继电保护对线路故障进行整定的要求，一定条件下还会对其提供相应的保护措施。其次，串联线路主要涉及保护时间的选择问题，如果通过上下级分配的方式设置串联线路，就会因为保护时间过长而影响保护的时效性。因此，可以充分利用容量较小的中间变电站，使用T字型方式进行串联电路的布置，以通过减少级数的方式有效缩短保护动作的时间。

3 电力系统振荡对继电保护装置的影响

电力系统在振荡时对继电保护装置中的电流继电保护器和阻抗继电保护器都会产生一定影响[4]。第一，对电流继电器的影响。当电力系统中的振荡电流达到继电保护器的动作电流时，继电保护器就会开始动作。当电力系统中的振荡电流降低到继电器的返回电流时，继电器就会返回。当电力系统中快速产生速断电流时，继电器必然会产生误动作。当保护装置作用的时限超过1.5 s时，继电保护装置可能会因为避开电力系统的振荡而产生误动作。第二，对阻抗继电器的影响。当发生周期性振荡时，电网中任一一点的电压以及流经此线路的电流都会随着两侧电源的电动势发生角变化而产生相应变化。如果振荡导致产生的电流过大，电压就会下降，进而导致阻抗继电器返回。

4 结 论

综上所述，继电保护在电力调度中的应用可以有效提升电力系统运行的安全性、稳定性以及可靠性。当电力系统出现运行故障时，继电保护装置能够在短时间内对故障设备进行自动化切除，确保电力系统能够快速恢复正常运行，从而将运行故障的不良影响降到最小，优化电力系统的运行。