林 威

（國網(wǎng)福建省電力有限公司，福州 350000）

據(jù)調(diào)查電力系統(tǒng)中的故障，有三分之一來自于繼電保護(hù)裝置。降低故障率對保障電力系統(tǒng)安全有著重大意義，而要全面的解決這一問題，首先需要做的就是弄清楚繼電保護(hù)的組成及工作原理。

1 繼電保護(hù)組成及工作原理

電力系統(tǒng)運(yùn)行異常時，往往會出現(xiàn)一些問題，例如電流電壓間的相位角錯誤，或是電流、電壓采樣失真，這些異常是電力系統(tǒng)安全的重大隱患，繼電器是一種有效的保護(hù)電力系統(tǒng)的設(shè)備，關(guān)于繼電器的分類有著多種不同的標(biāo)尺，其具體的分類如下：

1.1 按照功能和組成分類

繼電器主要分為機(jī)電型繼電器、靜態(tài)型繼電器、整流型繼電器。其中機(jī)電型繼電器的范疇較廣，極化式繼電器、電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器都屬于機(jī)電型機(jī)電器。而靜態(tài)繼電器包括了集成電路繼電器和晶體管繼電器兩種。量度繼電器的劃分依據(jù)與這幾種有所不同，量度繼電器直接敏感于被保護(hù)設(shè)備的電氣量變化。頻率阻抗差繼電器、正序負(fù)序繼電器以及電流電壓繼電器都屬于量度繼電器。

1.2 繼電器組成及原理

繼電器雖然種類繁多，但大體的運(yùn)行原理有著較大的一致性，其組成也相似，大多可分為執(zhí)行模塊、邏輯模塊和測量模塊。

首先，需要向繼電器輸入保護(hù)對象的信號，然后，由測量模塊對信號進(jìn)行檢測，將采集到的信號與既定的信號比較，然后傳遞到邏輯模塊，邏輯模塊將檢測后的信息進(jìn)行深度的組合處理，主要是通過邏輯運(yùn)算的方式進(jìn)行，當(dāng)測得邏輯值為1時，即可判斷邏輯值有效，需要移交到執(zhí)行模塊進(jìn)行警報或是跳閘處理。

2 幾種典型差動繼電器的比較

母線保護(hù)是繼電器保護(hù)中非常重要的一種，最常見的類型就是量度繼電器中的電流差動繼電器。

如果母線上有N個設(shè)備，在任意時刻下，母線上的電流相加應(yīng)得0，如果令母線各支路電流I1+I2+I3+I4+I5……+In=Ia，那么，Ia=0，這里Ia是母線保護(hù)的差動電流。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)問題時，設(shè)接入故障點(diǎn)的電流為Iw，I1+I2+I3+I4+I5……+In=Iw此時，Ia=Iw。當(dāng)Ia比母線保護(hù)的動作電流大時，就進(jìn)入了母線保護(hù)狀態(tài)，相關(guān)的斷路器就會發(fā)揮作用，直接斷開故障點(diǎn)的電流，繼電器之所以能夠識別出故障的位置，是因?yàn)殡娏鞑顒永^電器獨(dú)立進(jìn)行操作。

由此可見，電流差動繼電器能夠有效的保護(hù)母線是一種高效的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置，在實(shí)際的應(yīng)用中，BCD-2型電流差動繼電器和FB-1型電流差動繼電器都有著廣泛的使用。

比率差動繼電器與電流差動繼電器有著一定的區(qū)別，以下是比率差動繼電器與電流差動繼電器兩者之間的差異性分析。

2.1 電流差動繼電器特性分析

電流差動繼電器的的動作特性圖1所示：

如圖1所示，OD、OC的斜率為1，OA可以表示為Ia/Ib=1，OB可以表示為Ia/Ib=0.9，OB與OD相交，由此可知，電流互感器存在誤差為0.1時，電流繼電器會出現(xiàn)錯誤，而當(dāng)Ia/Ib的比值為0.5時，此時母線短路，在這種情況下，有一半的電流流出。

圖1 差動繼電器的動作特征線

圖2 比率差動繼電器動作特征線

經(jīng)過以上分析，可以得到結(jié)論：電流差動繼電器的精準(zhǔn)度較好，然而，不宜用在電流過大的母線上。

2.2 比率差動繼電器特性分析

比率差動繼電器的動作特征分析如圖2所示，在比率差動繼電器動作特征圖上作出0.1的繼電器動作線和電流互感器誤差線，再作出0.5的電流流出線，具體畫法參照圖4，當(dāng)K≥1/3時，繼電器的動作線和50%的電流流出線平行，并且也不能和10%的誤差線保護(hù)相交。

由此可以得知，比率差動繼電器適用于50%電流流出的情況，具有較好的穩(wěn)定性，然而，如果K≥0.7時，電流繼電器會在電流流出為50%的情況下出現(xiàn)誤判。

3 繼電保護(hù)常見故障影響及排除研究

3.1 電流互感器飽和對電力系統(tǒng)的影響

當(dāng)配電設(shè)備的終端負(fù)荷增加較大時，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)極不穩(wěn)定的情況，容易造成短路，短路時的電流可能會較大，有時會大到接近電流互感器單次定額電流的百倍量級，短路時，電流越大，電流互感器的誤差越多，而當(dāng)電流過小的時候，也容易導(dǎo)致保護(hù)裝置不能起到作用，這種情況下往往會產(chǎn)生斷電現(xiàn)象。

3.2 開關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇不當(dāng)造成影響

開關(guān)保護(hù)裝置是重要的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置，許多配電站都建立了開關(guān)保護(hù)站，以保障配電站的電力安全，建立了變電所到開關(guān)站再到配電變壓器的輸電供電系統(tǒng)，部分沒有實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動化的開關(guān)站里，依舊以舊的繼電器設(shè)備為開關(guān)保護(hù)設(shè)備，一般情況下，多采用復(fù)合開關(guān)，效果較好。如果開關(guān)設(shè)備選擇不當(dāng)，容易產(chǎn)生越級跳閘現(xiàn)象。

3.3 繼電器系統(tǒng)故障信息排除

3.3.1 通信與儲存

故障信息處理功能能夠有效的聯(lián)系到各個廠家的廠站端系統(tǒng)，從中收集信息，并且實(shí)現(xiàn)信息的儲存工作。3.3.2 管理與統(tǒng)計(jì)

故障信息處理模塊能夠全面而精準(zhǔn)的對全站的信息進(jìn)行查詢與管理，并且能夠?qū)⑹占降男畔⑦M(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，精準(zhǔn)的確定故障的位置，并且對波形文件作出分析，完成十分復(fù)雜的計(jì)算工作，最終判斷電力系統(tǒng)中各個裝置的工作是否正常，應(yīng)對故障的種種反應(yīng)是否有效。

3.4 繼電保護(hù)中常見的隱形故障的排除

電力保護(hù)系統(tǒng)中往往會出現(xiàn)許多的隱形故障，這些故障嚴(yán)重的影響了電力系統(tǒng)的安全，繼電保護(hù)裝置成為了電力系統(tǒng)故障率最高的裝置，為了解決這一問題，首先需要一個良好的電力保護(hù)系統(tǒng)，因?yàn)椋绻^電保護(hù)設(shè)備的判斷出現(xiàn)誤差，而其他的電力設(shè)備一切正常，那么，繼電保護(hù)設(shè)備的指令就會影響到電力系統(tǒng)的安全。

4 繼電保護(hù)裝置可靠性提高方法

繼電保護(hù)系統(tǒng)對于電網(wǎng)的整體安全起到極大的作用，提高繼電保護(hù)裝置的可靠性就是在提升電網(wǎng)的可靠性，提高繼電保護(hù)裝置的可靠性需要通過二次回路維修檢修進(jìn)行，及時處理故障問題并且將故障信息進(jìn)行反饋，集中匯總整合信息，為日后的繼電保護(hù)設(shè)備優(yōu)化工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。盡量優(yōu)化相關(guān)的管理章程，優(yōu)化管理也是提高繼電保護(hù)設(shè)備可靠性的關(guān)鍵。

5 繼電保護(hù)的發(fā)展

5.1 信息化

隨著信息化的發(fā)展，電力管理方法發(fā)生了翻天覆地的變化，而在電力管理系統(tǒng)中深化計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是大的趨勢，將信息技術(shù)應(yīng)用到電力管理系統(tǒng)中來。不僅可以有效的提高電力管理的效率，還可以有效的提升電力管理的水平，提高各項(xiàng)事宜處理的精度。

5.2 數(shù)據(jù)化

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化是實(shí)現(xiàn)信息化的必然途徑，這主要包含了兩個層面，一是收集信息，傳遞信息，整合信息，二是以信息為語言，用數(shù)據(jù)傳遞指令，在軟硬件的相結(jié)合之下，實(shí)現(xiàn)對于繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)全面的管理。

5.3 智能化

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)走向了各行各業(yè)，便利著人們的工作和生活，電力管理也是如此，智能化的管理可以減輕人力的負(fù)擔(dān)，并且提高管理的效率和準(zhǔn)度，許多較為發(fā)達(dá)的地區(qū)已經(jīng)將智能化利用在了電力管理中，并且取得了較好的成績，智能化的管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)是勢在必行的趨勢。

6 結(jié)束語

繼電保護(hù)設(shè)備的安全影響著整個電力系統(tǒng)的安全，維護(hù)好繼電保護(hù)設(shè)備對于維護(hù)供電系統(tǒng)和變電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性有著重大意義，本文對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行了研究。分析了繼電保護(hù)的種類和具體的應(yīng)用。