1繼電保護(hù)的基本任務(wù)和電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求

1.1基本任務(wù)

(1)自動(dòng)迅速，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞并保證非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

(2)反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)。除此之外，對(duì)用于切除故障的斷路器上，根據(jù)需要配置的自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)重合閘功能，以提高系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

1.2基本要求

選擇性在于在于繼電保護(hù)對(duì)于保護(hù)對(duì)象的高精確識(shí)別，它能夠有效地保護(hù)故障對(duì)象或故障區(qū)域，將非故障區(qū)與故障區(qū)有選擇性地進(jìn)行隔離，從而實(shí)現(xiàn)最小范圍內(nèi)的故障影響，提高電力系統(tǒng)的可用性。速動(dòng)性是電力系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)的又一重要要求。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能快速檢測(cè)故障，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求作出指定的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)快速高效的故障隔離、故障排除。從而減少由于長(zhǎng)時(shí)間電力故障而誘發(fā)的災(zāi)害。

2繼電保護(hù)的可行性

繼電保護(hù)的可行性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證。任何電力設(shè)備(線(xiàn)路、母線(xiàn)、變壓器等)都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。220kV及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除故障。主繼電保護(hù)和備用繼電保護(hù)相輔相成，在主繼電保護(hù)切除電路，排除故障時(shí)，備用繼電保護(hù)投入使用，可以提高電網(wǎng)的可靠性，不會(huì)因?yàn)橐粭l線(xiàn)路或一段之路的故障而大范圍擴(kuò)散。實(shí)際上，繼電保護(hù)的配置與電網(wǎng)中各線(xiàn)路的配置是一致的，一般都有備用裝置，可實(shí)現(xiàn)快速切換。

3常見(jiàn)繼電器的使用

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱(chēng)輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱(chēng)輸出回路)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式電壓繼電器有過(guò)電壓和欠電壓繼電器兩大類(lèi)，其中欠電壓繼電器在工廠(chǎng)供電系統(tǒng)應(yīng)用較多。欠電壓繼電器的起動(dòng)電壓Uop.k是使其運(yùn)作的最高電壓;返回電壓Ure.k是使其返回的最低電壓;返回系數(shù)Kre=Ure.k/Uop·K。

由于欠電壓繼電器的返回電壓大于起動(dòng)電壓，所以其返回系數(shù)Kre大于1，一般在1～1.2之間。當(dāng)線(xiàn)圈的承受電壓低于其額定電壓時(shí)，銜鐵就會(huì)產(chǎn)生釋放動(dòng)作，它的特點(diǎn)是釋放的電壓很低，在電路中用作低電壓保護(hù)。對(duì)于過(guò)電壓繼電器，當(dāng)線(xiàn)圈為額定電壓時(shí)，銜鐵不產(chǎn)生吸合動(dòng)作，只有當(dāng)線(xiàn)圈電壓高于其額定電壓的某一值時(shí)銜鐵才會(huì)吸合。時(shí)間繼電器在保護(hù)裝置中起延時(shí)作用，以保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性。中間繼電器的作用是為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點(diǎn)數(shù)量和容量，也可以使觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)時(shí)帶有不大的延時(shí)(0.4～0.8S)，或者通過(guò)繼電器的自保持，來(lái)適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。信號(hào)繼電器用于各保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動(dòng)作的指示器。

4微機(jī)保護(hù)

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)主要由測(cè)量部分，邏輯部分，執(zhí)行部分組成。整個(gè)保護(hù)裝置的整定、測(cè)控、動(dòng)作主要借助硬件電路和設(shè)備完成。系統(tǒng)的自動(dòng)化智能化程度不高。而且硬件設(shè)備損耗大，使用壽命有限，經(jīng)濟(jì)效益不高。近年來(lái)，借由微型計(jì)算機(jī)發(fā)展而來(lái)的繼電保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。由于其引入了兼顧了軟件硬件等部分，具有更為廣泛的應(yīng)用空間。

相比于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，微機(jī)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特性和性能;可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能;工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越;可靠性容易提高;使用方便;保護(hù)內(nèi)部動(dòng)作過(guò)程不像模擬式保護(hù)那樣直觀(guān)。由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變電站內(nèi)的遠(yuǎn)動(dòng)終端、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、故障錄波、直流系統(tǒng)與絕緣監(jiān)察以及通信等相繼更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化。這些微機(jī)化的設(shè)備雖然功能各異，但其基本的數(shù)據(jù)采集、輸入輸出回路等硬件結(jié)構(gòu)大體相似。微機(jī)保護(hù)硬件的通用性和軟件的可重構(gòu)性，使得在通用的硬件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)多種性能更完善、功能更復(fù)雜的繼電保護(hù)原理。一套微機(jī)保護(hù)原理往往采用了多種保護(hù)原理，可以方便地實(shí)現(xiàn)一些常規(guī)保護(hù)難以實(shí)現(xiàn)的通能。

5繼電保護(hù)未來(lái)的發(fā)展方向

伴隨著科技的發(fā)展，繼電保護(hù)有著更加智能化、自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)化、綠色化的要求，繼電保護(hù)會(huì)逐漸擺脫對(duì)硬件電路的依賴(lài)，或者使用更為高效的新型材料硬件系統(tǒng)。軟件控制會(huì)逐步滲入到電網(wǎng)乃至繼電保護(hù)的各個(gè)層面，以更為全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，靈活動(dòng)作，長(zhǎng)久的使用壽命實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的革命。以嵌入式為代表的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將會(huì)是繼電保護(hù)裝置的核心。

作者：閆文龍       單位：湖南省長(zhǎng)沙市中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院