葉貴姣 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司岳陽供電公司華容供電分公司

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀

電氣工程中的繼電保護(hù)系統(tǒng)能有效地處理電力系統(tǒng)的故障，降低故障頻率。20世紀(jì)70年代，我國(guó)開始引進(jìn)相關(guān)繼電保護(hù)保護(hù)技術(shù)。雖然這些技術(shù)起步較晚，但我國(guó)電力市場(chǎng)相對(duì)較大，促進(jìn)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置隨著時(shí)代變遷經(jīng)歷了四個(gè)階段，從初代電磁式裝置到改進(jìn)的晶體管式保護(hù)裝置、隨后出現(xiàn)的集成電路保護(hù)裝置，再到現(xiàn)在技術(shù)成熟普遍使用的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置。在我國(guó)電力部門，直到1984年才采用基于微機(jī)控制的微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)，其具備更強(qiáng)的綜合分析判斷能。目前，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)有效運(yùn)用于各種領(lǐng)域，在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性方面發(fā)揮著重要作用。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求

電力系統(tǒng)同時(shí)為數(shù)以億計(jì)的用電設(shè)備供電，供電可靠性成為電力部門最重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)包括從發(fā)電到用電的一系列過程具有復(fù)雜性和耦合性，這使得其可靠、安全和穩(wěn)定地運(yùn)行面臨諸多問題和考驗(yàn)，因而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)具備四大特征。其一是可靠性，繼電保護(hù)裝置以多個(gè)電力電子器件組合設(shè)計(jì)而成，任一器件的誤動(dòng)作甚至損壞，都將使得電力系統(tǒng)繼電保護(hù)無法正常工作，影響用戶的用電體驗(yàn)，保護(hù)發(fā)生時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生誤動(dòng)，可靠性是繼電保護(hù)裝置性能最根本的特征。其二是靈敏性，靈敏性即保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的反應(yīng)能力。在復(fù)雜電路中，繼電保護(hù)系統(tǒng)需要準(zhǔn)確區(qū)分不同類型的電路故障并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)作，對(duì)任意一種運(yùn)行工況都必須快速、準(zhǔn)確地產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，這要求其具有較高的靈敏性。其三是選擇性，選擇性是指當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰保護(hù)切除故障。通常電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)設(shè)置主保護(hù)和后備保護(hù)等環(huán)節(jié)，其在特定工況下進(jìn)行選擇性動(dòng)作，例如為合理控制故障影響范圍的擴(kuò)大，后備保護(hù)只能在主保護(hù)失效的前提下動(dòng)作，這是為了保證電力線系統(tǒng)故障影響范圍的最小化。其四是快速性，快速性即為了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮小故障影響范圍，減小故障設(shè)備或線路的損壞，提高自動(dòng)重合閘和備用電源的效果等，保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除故障。

三、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）過流保護(hù)

過流保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中最廣泛、最基礎(chǔ)的技術(shù)，技術(shù)原理是根據(jù)電路中流過檢測(cè)元件的電流量，進(jìn)而判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，流過電網(wǎng)電路的電流總是在一個(gè)穩(wěn)定范圍內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)短路故障等電路故障出現(xiàn)，電網(wǎng)電流會(huì)立刻隨之增大，電網(wǎng)電壓會(huì)隨之降低，過流保護(hù)裝置檢測(cè)到電流增大后迅速產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而防止設(shè)備損壞。過流保護(hù)中最常見地是線路三段式電流保護(hù)。

（二）差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中十分常見的保護(hù)方案，它通常作為電力系統(tǒng)主設(shè)備的主保護(hù)，在繼電保護(hù)中起到重要作用。差動(dòng)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，靈敏度高，選擇性好，故而在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方案里，各關(guān)鍵電力主設(shè)備節(jié)點(diǎn)如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電路母線、電阻電抗器等都需要安裝差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)技術(shù)的原理是根據(jù)電流大小和相位關(guān)系來判斷電網(wǎng)電路工況，當(dāng)電流數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，電路將自動(dòng)切斷電源，用以避免故障擴(kuò)張。差動(dòng)保護(hù)具有獨(dú)立性，準(zhǔn)確性和迅速性。

（三）瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是電力系統(tǒng)變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，其根據(jù)氣體的成分和濃度來對(duì)電氣故障進(jìn)行區(qū)分進(jìn)而產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作。該保護(hù)主要用于油浸式變壓器保護(hù)，由于變壓器油的特殊性，受熱后其會(huì)分解氣體并上升，進(jìn)而觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，根據(jù)需求的不同，可設(shè)計(jì)輕瓦斯保護(hù)或重瓦斯保護(hù)，其都可對(duì)變壓器做出實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)并及時(shí)傳導(dǎo)狀態(tài)數(shù)據(jù)。輕瓦斯保護(hù)主要用于檢測(cè)，僅將油箱內(nèi)的氣體狀態(tài)傳達(dá)用以進(jìn)行故障分析和日常維護(hù)；重瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷路跳閘，極大程度地保護(hù)電壓器，有效控制影響范圍。

四、結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)故障問題對(duì)于供電安全及穩(wěn)定有很大危害，使得繼電保護(hù)技術(shù)顯得尤為重要。因此，有必要對(duì)故障維修繼電保護(hù)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，加強(qiáng)維修人員相關(guān)技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，以獲得全面的技術(shù)應(yīng)用能力，準(zhǔn)確及時(shí)地應(yīng)對(duì)各類事故。在未來，各新興科技不斷應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)將更加智能化，對(duì)電力系統(tǒng)地保護(hù)能力也將大大提高。