电力系统继电保护的探究

郑华

摘要：继电保护装置在维持电力系统各环节正常运行过程中起着重要作用，一旦电力系统出现故障，对应的继电保护装置将第一时间找出故障位置，对故障问题进行分析，是确保电力系统安全、稳定运行的重要环节。本文对电力系统继电保护装置进行研究，通过对电力系统机械与微机继电保护整定值计算、制定继电保护检修策略，实现电力系统机械和微机继电保护优化，为电力系统的保护配置优化提供参考。

关键词：电力系统;继电保护;机械;整定值;

中图分类号： TM77文献标识码：A

0引言

近年来，我国大力推进电力系统的建设，并加强信息的安全防护。为提高电力系统继电数据的解密正确率，建立电力系统安全防护体系架构，结合多层次的安全管理，补充管理信息数据库的信息节点，增强电力系统继电保护的性能，提高继电保护装置的研制水平，对我国电力发展具有重要意义。电力系统主要由用电设备、发电机组、变压器等组成，为保证电力系统的正常运行，通常还会增加具有控制、保护、测量功能的装置。在正常工作中电力系统主要作用是负责为配电站生产电能，运送电能，将电能分配到各个用电设备中[1]。在电力系统中每个环节一般是共同运行的，因此当其中某一环节出现故障问题，将会造成整个电力系统发生故障，电能无法正常供应，对人们的生活造成影响，甚至影响着社会的有序发展。在供电系统中，继电保护装置在电力系统正常有序运行中起到至关重要的作用，其性能决定着供电系统安全有序运行，因此在安装过程中既要保障系统运行时精度，又要致力于提高可靠性能的提升。

近几年，在工业生产制造领域逐渐应用了各项创新技术，电力系统发展走向科技化、智能化，且建设规模以及建设范围也在不断增加。随着自动化水平的不断提高，电力系统的操纵也愈发困难。对继电保护装置各项性能的要求也越来越高[2]。如果用传统的物理实验方法和理论研究进行继电保护装置的实验，将会有一些局限性。若根据研究成果将其应用于实际，则会由于技术尚未达标而存在一定的安全隐患，可行性较小，为此进行电力系统继电保护研究。

1电力系统继电保护整定值计算

在监控和管理供电数据过程中，电力系统对网络具有较强的依赖性，任何数据安全问题都可能导致重大事故，基于此，主要采用对采样数据进行加密的手段对建立电力系统安全进行保障。通过对继电保护装置运行情况进行分析得出，各保护元件在电力系统中处于孤立状态，并假设各保护元件是不同保护原理的组合，每个保护元件对应一个保护定值[3]。设保护定值为，电力系统中的所有保护装置定值集合。对于机械与微机继电保护整定值计算实质上是求解定值集合中的每个元素，对于的计算可用如下公式表示：

（1）

公式（1）中，（）表示机械与微机继电保护整定值计算人员根据整定计算的相应条件、继电装置类型以及保护方式，将数据结果与整定计算准则系数结合。对于不同的整定导，可靠性系数、返回率系数、分数系数等也随设备大小而异。（）表示机械或微机继电保护装置的设备运行参数，属于装置自身固有的物理参数，不会随着电力系统的运行变化而发生改变，看作常数;（）表示在电力系统运行过程中发生变化后，继电保护装置所能感应到的变化量。将公式（1）中的各个参数均可看作是多对一的映射，则当公式（1）中的各项自变量发生变化时，相应的因变量也会随之发生变化。公式（1）中的和均属于离散的分连续数值，因此最终计算得出的整定值也属于分连续性的数值结果。

根据以上定义和计算，可在电力系统运行模式改变或电力系统所有设备参数改变时，计算出机械保护或微机保护的整定值，利用该方法还可自动对系统的变化进行自适应计算。因此，无论电力系统中各个机械或微机发生怎样的变化，变化始终符合整定导则中自变量的变化取值范围，因此在对机械或微机继电保护整定值求解时，可直接找出公式（1）中各项自变量的变化情况，再根据公式（1）计算，得到电力系统在新的运行环境中各个机械及微机的继电保护整定值。通过建立电力系统继电保护系统，利用安全代理对众多功能进行集成，实现了安全代理的管理。

2电力系统继电保护检修策略

根据继电保护整定值将继电保护检修策略划分为状态检修策略、定期检修策略和故障检修策略三种策略。对不同故障类型、故障原因、故障后果等进行综合分析，选择适合的检修模式。针对电力系统的特点，抓住主要矛盾，采用时序分析的方法，对同一统计指标的数值按其产生的时间顺序进行排序，推导变化规律，在此基础上，对后续继电保护数据进行合理估计与计算。继电保护装置故障分析表如表1所示。

根据故障造成的影响的严重性，将其划分为三种不同等级，根据表1中得到的不同故障类型特点，电力系统继电保护可能会出现误差发生位移的问题，导致故障发生的频率逐渐增加，在正常情况下，故障频率通常是较低的。发生误差位移时，需要结合定期检修、故障检修和状态检修等方法的优势，采用自保检修、运行巡检和停电检修三位一体的综合检修方法，可有效解决上述出现的问题。取代传统的过分依赖定期检修的做法。微机保护中多数偶发故障可采用自检的方式进行检修，保证故障危险度降低。鉴于目前微机保护自检率高，因此结合停电检修方法，应当更加关注电力系统中继电保护的第二回路绝缘以及设备交接连接处可靠性的问题，对二次回路进行接线端子固定，绝缘检测，回路清理等维修项目。继电保护装置故障失效问题多为变形失效问题，更适合采用状态检修的方法解决。通过检修人员对继电保护进行运行检修，更加及时地找出故障发生的具体位置，防止故障问题进一步加重形成功能性失效。

3实现电力系统机械和微机继电保护优化

按上述电力系统继电保护检修策略，在此基础上，首次优化了机械式和微型机械式电力保护中就地保护的定值调整。采用纵向连接设置方法，对就地保护模型进行简化处理，因此本文通过信息交互技术，实现了就地继电保护的定值整定。为了确保电力系统在运行过程中的可靠性，在设计时需要根据设备的基本运行原理，自动设定各设备的运行参数，选择各运行设备的参数范围。同时，采用上述提供的计算方法可以自动采集继电保护装置的信息，并在电力系统中存储各种元器件和在运行中充分读取各种参数。电力系统机械和微机变压装置的保护采用站域备用保护模式，以变电站为核心，利用网络信息技术采集设备采集运行过程中的各项参数，实现了对变电站电流、电压等数据信息的有效采集。再次考虑继电保护稳定性问题，站域保护模式可以针对整个变电站由于错误动作引发的严重安全故障问题。对于由误动引起的故障问题，可使故障保护与现场保护相互协调，实现两者的协同保护。通常站、域保护在实际应用中应采用较为合理的系统单元，并作为继电保护行为的依据。

采用计算机系统建立安全保护体系，在客户端安装本地安全代理，在服务器端采用安全代理服务器，在协议栈中增加安全传输层，在通信两端增加安全传输层，为数据的安全性提供了保证。与此同时，考虑到系统终点站的负荷情况，站域后备保护和现场保护相互配合，通常证明电力系统出现了故障问题，需要将其与就地保护相互协同，实现有效的继电保护作用，并完成对周围相邻断路装置的开路。在一定程度上，降低了电力系统发生故障现象的概率，并有效地防止了由于通信导致数据传输时效性低的问题，将故障问题限制在可控制的范围内。

4结束语

当电力系统用数字计算机求解潮流问题的初始阶段，人们对其要求较低，而数字计算机的内存容量较小。随着电力系统规模不断扩大，逐渐形成了十分复杂的网络结构。继电保护在电力系统中有效地保证电力系统安全稳定运行，提供优质电能，在一定程度上避免电力系统故障，是保证电力系统正常运行的重要一环。因此，对电力系统继电保护进行研究，对监测电力系统继电保护装置的运行状态，具有重要意义。从目前继电保护在我国的发展情况看，电力系统继电保护的进一步研究应侧重于扩大其应用范围等方面，为其后续发展提供一定的理论依据支撑。

参考文献

[1] 范文杰， 肖湘宁， 陶顺. 計及继电保护动作的电压暂降评估[J]. 电力电容器与无功补偿， 2019， 43（3）：129-136.

[2] 李煜磊，江渊. 电力系统继电保护不稳定的原因分析及事故解决方法分析[J]. 中国设备工程，2019，54（04）：111-113.

[3] 徐长宝，王玉磊，赵立进，等. 基于信息趋势预测和组合赋权的智能变电站继电保护系统状态模糊综合评价[J]. 电力自动化设备，2018，38（01）：162-168.