摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人們物質(zhì)生活水平的日益提高，對(duì)電力的需求會(huì)越來越大，對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理也提出了更高的要求。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其正常工作與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；安全可靠性；電流互感器飽和；成因分析；有效對(duì)策

引言：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)非正常狀態(tài)時(shí)，需要利用繼電保護(hù)裝置去保護(hù)電氣設(shè)備不受損害和縮小事故范圍。本文通過對(duì)繼電保護(hù)的原理和要求以及影響繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作的成因分析，以期采取相關(guān)措施獲得最好的電網(wǎng)保護(hù)效果。

一、繼電保護(hù)的原理

繼電保護(hù)裝置，是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中電氣元件（如發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等） 發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)電氣量（電流、電壓、功率、頻率、溫度升高等）的變化，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。

保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣量的變化特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變、測量阻抗發(fā)生變化。利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。

繼電保護(hù)裝置一般由輸入部分、測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成。現(xiàn)場信號(hào)輸入部分一般是要進(jìn)行必要的前置處理，如隔離、電平轉(zhuǎn)換、低通濾波等，使繼電器能有效地檢查各現(xiàn)場物理量。測量信號(hào)要轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào)，按照一定的邏輯關(guān)系組合運(yùn)算最后確定執(zhí)行動(dòng)作，由輸出執(zhí)行部分完成最終任務(wù)。

二、對(duì)繼電保護(hù)的要求

為了使繼電保護(hù)裝置能較好地發(fā)揮作用，充分保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)繼電保護(hù)裝置提出了選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四項(xiàng)基本要求。（1）選擇性。指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，只切除故障元件，使停電范圍最小，保證系統(tǒng)中無故障的部分正常運(yùn)行。（2）速動(dòng)性。是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，減輕設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果。一般通過裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)（如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)）、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和開關(guān)跳閘時(shí)間等方面來提高速動(dòng)性。（3）靈敏性。是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。（4）可靠性。是指繼電保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)應(yīng)可靠動(dòng)作，即不能拒動(dòng)；不屬其保護(hù)范圍的故障或不正常工作時(shí)，一定不要?jiǎng)幼?，即不能誤動(dòng)?？煽啃允菍?duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。保護(hù)裝置的選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。

三、對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的成因分析

1、 繼電器故障

（1）繼電器用的線圈種類繁多，有外包的、也有無外包的，一旦發(fā)生碰撞，很容易使芯線斷裂。（2）繼電器觸點(diǎn)松動(dòng)、開裂。觸點(diǎn)開裂主要是由材料的硬度太高或者是施加的壓力過大引起的。無論是何種弊病，都會(huì)對(duì)繼電器的工作性能造成影響。（3）繼電器參數(shù)不穩(wěn)定。電磁繼電器的很多零部件是鉚裝配合而成的，很可能導(dǎo)致繼電器抗沖擊能力差、抗機(jī)械振動(dòng)差以及高低溫下參數(shù)變化大、參數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。

2、勵(lì)磁涌流影響

當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，將出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流。由于涌流的幅度很大，涌流與線路電感的共同作用會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)擾動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的過電壓。二段式電流保護(hù)中的電流速斷保護(hù)，由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在長線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更明顯。勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)。這種情況在線路變壓器個(gè)數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時(shí)并不突出，因此容易被忽視，但當(dāng)線路變壓器個(gè)數(shù)及容量增大后，就可能出現(xiàn)。

3、電流互感器飽和故障。電流互感器的飽和對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響非常之大。隨著配電系統(tǒng)終端負(fù)荷的不斷增容，如果發(fā)生短路，短路電流會(huì)很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置發(fā)生短路，電流可能會(huì)達(dá)到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下，電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大。當(dāng)電流互感器飽和后，感應(yīng)到二次側(cè)的電流會(huì)很小或者接近于零，使保護(hù)裝置拒動(dòng)，故障由母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護(hù)切除，不但延長了故障時(shí)間，還使故障范圍擴(kuò)大，影響供電可靠性，嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全。

4、開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)。開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇是非常重要的一項(xiàng)工作，現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負(fù)荷密集的地區(qū)建立起開關(guān)站，也就是采用變電所—開關(guān)站—配電變壓器的供電模式。在未實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化的開關(guān)站內(nèi)，我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負(fù)荷開關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備作為開關(guān)保護(hù)的設(shè)備。

四、加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠的有效對(duì)策

1、嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)

繼電保護(hù)調(diào)試完畢，嚴(yán)格自檢、專業(yè)驗(yàn)收，然后提交驗(yàn)收單由廠部組織檢修、運(yùn)行、生產(chǎn)三個(gè)部門進(jìn)行保護(hù)整組實(shí)驗(yàn)、開關(guān)合跳試驗(yàn)，合格并確認(rèn)拆動(dòng)的接線、元件、標(biāo)志、壓板已恢復(fù)正常，現(xiàn)場文明衛(wèi)生清潔干凈之后，在驗(yàn)收單上簽字。 保護(hù)主設(shè)備的改造還要進(jìn)行試運(yùn)行或試運(yùn)行試驗(yàn)，如：差動(dòng)保護(hù)取用CT 更換，就應(yīng)作六角圖實(shí)驗(yàn)合格，方可投運(yùn)?？傮w說來，在繼電保護(hù)裝置投入使用前，必須要掌握和了解繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)找出存在的問題。只有這樣，才能大大減少運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，盡量做到不出錯(cuò)。

2、嚴(yán)格繼電保護(hù)裝置及其二次回路的巡檢巡視

對(duì)繼電保護(hù)巡視檢查的內(nèi)容有：保護(hù)壓板、自動(dòng)裝置均按調(diào)度要求投入；開關(guān)、壓板位置正確；各回路接線正常，無松脫、發(fā)熱現(xiàn)象及焦臭味存在；熔斷器接觸良好；繼電器接點(diǎn)完好，帶電的觸點(diǎn)無大的抖動(dòng)及燒損，線圈及附加電阻無過熱；CT、PT 回路分別無開路、短路；指示燈、運(yùn)行監(jiān)視燈指示正常；表計(jì)參數(shù)符合要求；微機(jī)保護(hù)打印機(jī)動(dòng)作后，還應(yīng)檢查報(bào)告的時(shí)間及參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)報(bào)告異常時(shí)，及時(shí)通知繼保人員處理。

3、加強(qiáng)技術(shù)人員處理事故的能力

操作人員的技術(shù)水平也能直接影響到繼電保護(hù)的可靠性。運(yùn)行人員在學(xué)習(xí)了保護(hù)原理及二次圖紙后，應(yīng)核對(duì)、熟悉現(xiàn)場二次回路端子、繼電器、信號(hào)掉牌及壓板。嚴(yán)格“兩票”的執(zhí)行，并履行保護(hù)安全措施票，按照繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程操作。每次投入、退出，要嚴(yán)格按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分，征得調(diào)度同意。為保證保護(hù)投退準(zhǔn)確，在運(yùn)行規(guī)程中編入各套保護(hù)的名稱、壓板、時(shí)限、保護(hù)所跳開關(guān)及壓板使用說明。

4、使用可靠性較高的繼電保護(hù)裝置

使用性能較高的繼電保護(hù)裝置可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。傳統(tǒng)的組合式機(jī)箱已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行需求，必須予以更新，采用新的機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式。另外，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置輔助裝置等措施來確保電路的正確動(dòng)作和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也是一個(gè)行之有效的選項(xiàng)。

五、結(jié)語

隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模不斷的擴(kuò)大，對(duì)繼電保護(hù)的要求會(huì)越來越高。因此，必須采取行之有效且科學(xué)合理的繼電保護(hù)措施。目前，我國的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性還存在一些問題，但通過不斷摸索和新科技、新方法的使用，相信保護(hù)裝置的可靠性會(huì)不斷提高。在社會(huì)發(fā)展、電力企業(yè)發(fā)展壯大的同時(shí)，更會(huì)為用戶提供更優(yōu)質(zhì)安全的服務(wù)。

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