继电保护系统在电网中的运用分析

继电保护系统在电网中的运用分析

作者：崔笑梓

来源：《科学与信息化》2017年第25期

摘 要 随着电力系统的发展，电力系统自动化水平逐渐提高，其所含的元器件数量不断增加，内部结构更加复杂，使用的设备越来越先进，这增大了电力系统的发生故障的概率，经济损失风险随之增加。继电保护系统是电力系统的重要保障，是指在电力系统发生异常状况或者故障时，可以在最短时间内和最小区域内自动从系统中切除发生故障的设备，或者向工作人员发出信号，让工作人员解决异常状况发生的根源，进一步减轻电力系统事故对设备的损坏和对用户供电所造成的不良影响。

关键词 继电保护系统；电力系统；运用 前言

在电网运行中，被继电保护装置保护的电力系统元件发生故障，继电保护装置会对发生故障元件相邻的元件断路器发出跳闸的指令，及时把故障元件和系统隔开，这样既能在最大程度上让故障元件免受再次损害，更能减少电力系统元件的本身伤害，降低因故障产生事故的影响。当电网运行异常时，继电保护装置会及时发出警报，并且能够根据异常情况发出不同的信号，以便值班人员进行处理，继电保护装置对于有些异常情况还能自行的调整。在发生故障时，继电保护装置能及时把发生故障的部分与系统隔离，保证没有发生故障部分正常运行，这样就能缩小事故的范围，降低给电力系统带来的损失。 1 我国继电保护系统的发展现状[1]

我国工业基础薄弱，工业发展起步较晚，所以我国在继电保护系统方面的研究应用起步较晚，是从新中国成立后开始的。经过10多年的发展，在20世纪40年代设立了继电保护学科和继电保护设计，建立了继电器制造工业和机电保护技术队伍，发展速度十分迅速。在50年代末，开始研究晶体管继电保护，在60年代～80年代得到了大力发展和广泛采用。从70年代中开始研究基于集成运算放大器的集成电路保护，在80年代末形成了较为完整的体系，取代了晶体管保护。我国机电保护技术从90年代起进入了计算机保护时代，研发了计算机保护软件。随着计算机技术和通信技术在继电保护系统中的应用，继电保护系统逐渐向计算机化、智能化、自动化、网络化的方向发展. 2 继电保护的四大要素[2]

①可靠性是指保护应该动作时动作，不应该动作时不动作。另外还要求继电保护设备本身运行可靠，不发生故障，要有自诊断功能。为保证可靠性，宜选用可能的最简单的保护方式，

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应采用由可靠元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应该便于整定、调整和运行维护。②选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备和线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。③速动性是指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。④灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。 3 配电网自动化继电保护技术的应用 3.1 发电机继电保护

发电机是配电网自动化系统的重要设备，为了保护发电机的安全运行，应做好发电机继电保护的重点保护和备用保护。对于配电网发电机的重点保护，主要用于保护发电机的失磁问题，根据发电机的相位、电流和中性点，采用纵联差动保护模式，保障发电机的安全性。若发电机单相接地电流超出限值，可设置接地保护装置，做好配电网自动化继电保护。如果发电机的定自绕组匝间发生短路故障，造成发电机故障部件快速发热，很容易烧坏绝缘层，严重影响发电机的安全运行，因此发电机实际应用中做好发电机定子绕组的匝间保护，处理定子绕组故障，保障发电机的稳定性和安全性。 3.2 母线继电保护

配电网自动化系统运行过程中，母线继电保护主要包括差动保护和相位对比保护，母线继电保护装置的相位对比保护主要是通过相位对比方式，有效保护配电网自动化系统母线，在配电网大电流接地设置中，通过三相连接可以实现母线保护。对于小电流接地设置，在配电网自动化系统相间短路上设置母线保护装置，通过两相连接方式，保护配电网自动化系统母线。 3.3 变压器继电保护

变压器是配电网自动化系统的重要组成设备，其运行状态直接关系着电力系统的安全、稳定运行，因此配电网自动化系统应做好变压器继电保护。针对配电网自动化继电保护短路故障，变压器短路保护包括过电流保护和阻抗保护，过电流继电保护是指在变压器两侧元器件设置保护装置，变压器电流元器件运行过程中很容易发生跳闸问题，并且切断电源。阻抗继电保护主要是应用变压阻抗元件，在配电网自动化系统变压器继电保护中，阻抗元件运行一段时间后及时跳闸保护变压器。同时，一旦变压器油箱发生故障，电弧以内的油液和绝缘材料会分解产生有害气体，瓦斯保护可保护变压器的安全运行，如果油箱出现运行故障，可快速启动保护装置，发出报警信号，及时切断电源。另外，做好配电网自动化系统接地保护，对于变压器直

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接接地，利用零序电流有效地防范和保护变压器，在变压器两侧安装零序保护设备，利用电流互感器，形成零序电流，保护不接地的变压器，通过零序电压做好有效保护。 4 结束语

本文对继电保护系统的可靠性及其在电网中的应用进行了探讨，继电保护系统是电力系统的重要保障，可以在最短时间内自动从系统中切除发生故障的设备，减轻了电力系统事故对用户供电所造成的不良影响，避免了大规模停电情况的发生。 参考文献

[1] 苏冬和.配电网自动化系统及继电保护的关键技术分析[J].广东科技，2008，（16）：137-138.

[2] 郭辉，魏红英.配电网自动化系统中馈线保护的配置[J].湖南农机，2010，37（01）：31-32.