高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性研究

张波 安志勇 何银瑞 苑尚文

摘要：如今国家发展迅速，工业水平与人民生活水平得到大幅度的提高，于此并相而来的高压电力能源的需求量达到前所未有的程度。为此，国家将高压电网的改进工作提上日程，比如在高压电网中使用的继电器，继电器可以在最短时间做出响应，保护系统自动的将故障设备脱离，减少并降低故障设备在整个电网系统的影响。现在的继电器保护工作具有很强的技术性，具体体现在可以有效解决故障问题，快速解决电网设备出现的突发问题。本篇文章通过继电保护定义的阐述，结合高压电网继电器保护的影响因素，提出提高电网设备可靠性与实用性的措施，希望能给我国建筑行业一定的启事，也能對有同行一定的帮助。

关键词：高压电网;继电保护;自动装置;可靠性

引言

安全保护是电网安全中极基础的一项工作。在高压电网运行的过程中，一旦安全自动装置出现事故，就很容易出现电网系统误动作、运行异常等现象，这些事故很大程度上会对电网设备的工作性能造成损坏。特别是当短时间通过系统的电流过大的时候，继电器保护正常工作被中断，严重影响工作的正常运行^[1]。所以本文将通过对继电器保护装置的研究，深入研究故障的产生原因，并使用恰当的措施提高运行装置的可靠性。

一、继电保护可靠性影响因素分析

随着我国用电需求的显著提高，电网规模不断增加，大量的电网建设之下出现设备故障几率也有所增加。在科技的发展下，安装电网继电器保护装置可以有效减少电网中容易出现的事故。但电网继电器保护时，依然会出现一些问题，如在互感器的二次电压回路的过程中，继电器保护环节较为薄弱，此时若外界环境发生变化，继电器保护则会失效，电网系统容易发生故障^[2]。当电网系统发生故障又会反过来造成保护装置保护拒动等问题。

继电器保护装置另一部分是电流互感器，这种互感器可以将电网电流以波形表现出来。特别是当高压电网出现故障，互感器反映电流波形，通过波形的数据与相位，技术人员可以分析出故障情况。

二、提高高压电网和继电器保护的可靠性措施

当高压电网发生故障，工作人员先要在电网中确定故障位置，对故障出进行安全测评，最后使用一些措施修复故障。以下是常用的故障处理手段：

1、直观法

直观法是一种不需要借助其他设备与手段的最常用故障处理手段之一。检修工作人员通过自己的肢体接触与五官感知，发现故障，再结合自己的专业知识与工作经验，判断高压电网设备运行的情况。

直观法的优点：直观法依靠高压电网的特性，电网发生故障的时候很多元器件、线路都会出现变色，有些还会出现火星子，这种工作人员一目了然发现故障，此外电网故障的时候可能发生电路短路，电阻处积累大量热量，线路会因为热量过度而产生烧焦味，工作人员可以根据烧焦味确定故障位置。直观法可以最短时间的确定故障的范围，确定故障位置并选取恰当的方法解决故障。

2、短接处理法

继电保护装置是高压电网正常运作的前提。当高压遇到突发情况，继电保护可以马上采取有效的措施保护电网，但如果继电装置出现故障，保护作用失效，此时的首要任务就是马上修复继电器。短接处理法是指通过短接导线的方式确定故障范围，再慢慢测试锁定范围圈，保护高压电网的时候同时能修复设备，提高了继电器的保护装置的可靠性与可运行性。

3、逐项拆除处理法

逐项拆除处理法是一种分段测试的方法。方法步骤如下：首先在故障处理的时候将二次回路线路进行开脱处理，再依次回放不断重复上一工作，当线路一直保持正常状态，则可以证明这个线路是正常的，但一旦发生故障则可以证明这个故障点不在这段路上。这个方法主要针对直接接地、交流电源熔丝等方法^[3]。此方法原理：根据电路的负荷对直流屏进行相应处理，可以在很短的时间内发现并确定故障地点。一般来说切断时间在三秒左右，如果切断处理之后的设备依然是正常状态，那么可以说这段线路是正常的，如果这段线路不正常，我们就可以在这条线路中找到故障大致范围，再利用拉路法来确定故障的支路位置，分别排出没有故障的支路，最后找到故障位置。通过这种方法，可以高效的找到故障位置，进而提高自动装置的可靠性。

4、替换法

用可以正常工作的原件去代替故障原件，如果设备重新“活”起来，则可以确定这个被替换的原件是故障原因，如果设备依然无法工作，则可以说明还未找到故障点。微机保护故障时，工作人员使用备用的插件去代替一些容易坏的零件，看故障情况是否消失，消失则将换下来的元件进行替换，若故障没有改变，那就继续替换其他原件，直到成功找到所需的原件位置。这种替换方法有个弊端，由于是一个一个原件的替换，就会存在运气成分，如果运气好，可以短时间发现故障位置，但运气不好，所消耗的时间就长。工作人员寻找故障点不应该依靠运气，而应该依靠自己的工作经验，可以按照理论分析，先从容易发生故障的地方进行替换，降低失误率，提高继电保护装置的可靠性。

5、加强智能化建设

智能化技术是现代人生活必不可少的一部分，其也加快了人类文明的发展与进步。研究者将智能化技术引入继电系统之中，提高高压电网工作效率的同时也显著的提高了自动保护的可靠性。智能化技术中的人工智能不仅具有强大的逻辑思维能力，还具有稳定的工作性能，经过测试发现人工智能很少会出现问题，或者出现问题也能快速解决。这不仅减少了时间成本，也减少了人力成本和物力成本，同时还能对继电系统提供专业的技术支持，给继电系统的发展提供一个新的发展方向^[4]。最后智能化技术将各个领域整合统一控制，整理了信息、网络等技术问题，实现了对高压电网的统一操控。

三、总结

随着时代的进步，我国人口基数快速增长，再加上电器使用的增多，电网压力显著提高。为此我国在各个省份建立新的供电站，高压电网为社会发展、经济发展提供了极大的支持，但随着高压电网的大规模使用，也出现了不少安全问题，若这些安全问题不能得到妥善解决将会严重影响国家发展，为此人们对高压电网的发展、运行安全、可靠性、可运行性提出了更高的要求。继电保护及自动装置作为高压电网的保护基础，能很大程度上保证高压电网工作的时候一直保持稳定的状态，但是当继电保护受到外界的破坏和内部损坏之时，高压电网就失去了保护，所以要想保护高压电网就也要对继电保护装置负责，定期检查设备运行情况，派专业人士定时更换老旧的零部件，若是继电保护装置发生故障也不必心急，通过直观法、短接处理法、逐项拆除处理法、替换法和加强智能化建设法都可以发现故障点并解决故障问题。最后，我们每一个人都应该做好继电保护工作，做好高压电网工作，为国家发展做出贡献。

参考文献

[1]黄立场，叶秉森. 并网光伏电站的继电保护和安全自动装置配置探析[J]. 电子测试，2017（18）：86-87.

[2]王龙，段悦平，李辉成. 发电厂继电保护安全自动装置研究[J]. 电子技术与软件工程，2017（13）：237-237.

[3]席原. 分布式电源并网的继电保护及安全自动装置配置探讨[J]. 中国设备工程，2017（11）：148-149.

[4]张学辉. 电力系统超高压电网提高继电保护安全运行措施探讨[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊），2016（10）：132-133.

作者简介：张波，男，汉族，籍贯：山东济南，单位：山东钢铁集团日照有限公司能源环保中心。

（作者单位：山东钢铁集团日照有限公司能源环保中心）