1繼電保護的概念和作用

繼電保護是繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置的統(tǒng)稱。它是一種反事故的自動化措施。繼電保護以電力系統(tǒng)中采集的各種故障情況以及運行工況為對象，以事故的預防和控制為目的。繼電保護的正確運行，保障了電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障情況或者異常運行工況情況時，快速準確地自動切除故障元件，并且及時向運行監(jiān)控人員發(fā)送報警聲光等信號，以保護非故障元件的正常運行以及避免故障元件引起的事故擴大。電能是種特殊商品，不能大量、長期的存儲，其生產(chǎn)、傳輸、使用過程同時進行。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必會引發(fā)停電事故等嚴重問題。繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的作用主要分為以下幾個方面：1)當電力系統(tǒng)中發(fā)生足以危害電網(wǎng)安全運行的故障時，繼電保護通過采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行準確判斷故障區(qū)間、嚴重程度，并且根據(jù)具體情況快速準確地切除故障元件，保護非故障元件的正常運行;2)當電力設(shè)備甚至電網(wǎng)出現(xiàn)非正常運行狀況時，繼電保護系統(tǒng)通過對設(shè)備檢測信號的采集能準確判斷系統(tǒng)故障情況，并且以聲光等形式的給當值運行人員發(fā)送告警信號，進而幫助運行檢修人員在短時間內(nèi)了解故障情況以及時處理，避免事故的發(fā)生;3)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化運行、遠動監(jiān)控以及各級操作點的自動控制。

2繼電保護的四大要素

繼電保護最大的特性應歸納為：可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。應該依據(jù)系統(tǒng)的具體運行方式以及可能發(fā)生的故障類型來選擇和設(shè)計合理的繼電保護或者安全自動裝置。繼電保護的四要素歸納如下：1)可靠性：簡單的說就是繼電保護不誤動、不拒動。具體又可以分為安全性和信賴性。要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動;同時，在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。保護可靠性是繼電保護最基本的要求，在實際運用過程中，應當選擇簡單有效的保護方式，采用足夠可靠的元器件以及盡可能簡單有效的電壓電流以及信號回路來組成繼電保護系統(tǒng)。2)選擇性：指當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況時，由繼電保護系統(tǒng)通過采集到的數(shù)據(jù)判斷發(fā)生故障的區(qū)間，并且選擇性地將發(fā)生故障的元件切除。當繼電保護系統(tǒng)失效或者故障元件對應的斷路器拒動時，相鄰設(shè)備或者線路的后備保護應能正確動作將故障元件切除。3)速動性：電力系統(tǒng)故障持續(xù)時間越長，所造成的危害就越大。所以繼電保護的另一個最基本要素是要能盡快的切除故障元件，以減少電力系統(tǒng)在大電流、低電壓工況下的運行時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高備用電源或重合閘等自動裝置的投入效果等。4)靈敏性：在電力系統(tǒng)中元件在區(qū)內(nèi)發(fā)生各種故障或者不正常運行狀況時，保護裝置做出正確響應的靈敏程度。繼電保護靈敏性的衡量標準為靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)的整定計算應當以系統(tǒng)正常運行方式下最不利的故障類型的情況計算，但可能性很小的故障情況可以不加考慮。

3繼電保護在電力系統(tǒng)中的應用

在電力系統(tǒng)的運行過程中，繼電保護系統(tǒng)的作用舉足輕重。目前世界經(jīng)濟全面發(fā)展，城市化進程也進一步加快。而各地對于電力的需求也逐步增大，這一點從客觀的層面進一步推動了繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展。電力系統(tǒng)是一個涵蓋范圍很廣的復雜網(wǎng)絡(luò)。同時，由于天氣、地理位置、環(huán)境等多項復雜情況的影響，很容易出現(xiàn)各種形式的故障，其中發(fā)生最頻繁的就是各種類型的短路故障。為了保障電力系統(tǒng)安全可靠地運行，電力系統(tǒng)的設(shè)計必須包含應對不同故障情況的有效措施，減小故障情況發(fā)生的概率并且設(shè)置故障檢測的技術(shù)方法以及快速自動切除故障的應對手段。繼電保護系統(tǒng)的意義，正是為了快速準確地檢測到電力系統(tǒng)運行中發(fā)生的元件故障或者其他異常情況，在檢測到具體故障情況后，按照自有的邏輯判斷故障所在的位置及故障類型，然后有選擇性地切除故障元件，減少故障元件遭受進一步損壞的風險并且隔離其他非故障元件，盡最大可能地縮小停電范圍，保障供電可靠性。在實際的運行及維護工作中，工作人員應當重視繼電保護系統(tǒng)的運行情況，確保繼電保護系統(tǒng)工作在正常有效的工作狀態(tài)。

一般來說，電力系統(tǒng)發(fā)生短路等故障時，都會伴隨著產(chǎn)生電壓、電流值的規(guī)律性變化，繼電保護裝置實時監(jiān)測這些電氣量，通過對故障情況電氣量對比正常運行情況下的差異性的分析，進而針對不同故障情況根據(jù)對應的保護原理構(gòu)建保護，比如最常見的過電流保護、過電壓保護、距離保護、差動保護等。在實際應用中，一旦繼電保護裝置檢測的電氣量發(fā)生突變，繼電保護裝置會通過內(nèi)置的邏輯確定故障類型和范圍，再確定應當出口的斷路器及動作時間，最后由操作箱及跳合閘回路發(fā)出相應的脈沖信號，實現(xiàn)對故障的切除。在此，我們簡要分析常用的定時限過流保護的工作原理。它依靠整定給時間繼電器的固定延遲，以實現(xiàn)繼電保護動作時間恒定的目的。相比于其他保護邏輯，定時限過流的構(gòu)成回路以及判斷邏輯容易實現(xiàn)并且可靠性很高。也可以通過動作電流以及動作時間的整定來保證保護的選擇性。根據(jù)線路運行情況選擇合理的動作電流則可以實現(xiàn)保護的靈敏性。定時限過流保護也能很方便的進行調(diào)試。定時限過流保護的動作過程為：當保護區(qū)內(nèi)的線路出現(xiàn)故障情況，比如AB兩相短路時，線路中AB兩相的電流會急劇增加。保護裝置通過CT變換后采集到的二次AB兩相電流也會急劇增加，二次電流超過保護整定的過流電流定值后，保護內(nèi)電流比較繼電器就會動作，閉合動合觸電，接通時間繼電器線圈，再經(jīng)時間繼電器設(shè)置的固定延時后，時間繼電器動合觸點閉合，接通相應的信號繼電器回路，由此發(fā)送短路信號。而接通信號繼電器的同時，出口元件內(nèi)部的中間繼電器線圈將被接通，并由中間繼電器內(nèi)的觸點接通跳閘回路，使對應的斷路器跳閘線圈帶電，跳開斷路器。經(jīng)此過程，斷路器跳開并切除故障線路后，故障電流即會消失，繼電保護裝置內(nèi)部無二次故障電流后，過流比較元件將返回到正常的狀態(tài)。

4結(jié)論

綜上所述，本文主要闡述了繼電保護的主要性質(zhì)以及它在電力系統(tǒng)中的應用情況。現(xiàn)今城市化發(fā)現(xiàn)迅速，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求越來越高。而繼電保護的是為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行的必要保證。電力行業(yè)應當充分重視繼電保護的選擇調(diào)試運行與維護工作，確保繼電保護系統(tǒng)運行在正常工作狀態(tài)，保障電能平穩(wěn)可靠供應，為電力事業(yè)甚至國民經(jīng)濟提供優(yōu)良的保障。

作者：馬軍    單位：廣東茂名信宜供電局