电力系统继电保护技术的现状与发展趋势

电力系统继电保护技术的现状与发展趋势

孙波

（辽宁省电力有限公司朝阳供电公司）

摘要：继电保护是为了防止电力系统在发电、输电、配电和用电等环节中出现偶发性安全事故而出现的保障技术。随着社会经济和电网技术的不断发展，继电保护技术得到了一定的提升。本文分析了我国电力系统继电保护的现状，并就其发展趋势进行了探讨，以期提升我国电力系统继电保护工作的效率和水平，促进我国电力行业不断向着现代化、科技化、安全化和经济化的方向发展。

关键词：电力系统；继电保护技术；现状；发展趋势

1继电保护的作用及组成

1.1继电保护的作用

通常情况下，在电力系统中的发电机、线路等被保护元件，以及自身发生故障时，继电保护装置将会自动、迅速，从电力系统中有选择地切除故障元件，进而在一定程度上防止故障范围继续扩大，同时确保无故障部分继续正常运行，同时保护故障元件防止继续遭受损害；继电保护装置应能根据电力系统的被保护元件出现异常运行状态做出及时反应，根据电力系统的实际运行维护条件，向运行值班人员发出声光报警，以及相应的图文信息等。为了防止发生不必要的动作，或者误动作，当发生故障时，对继电保护系统一般不要求迅速动作，而是结合故障元件对电力系统及元件的危害程度设定相应的延时。

1.2继电保护的组成

通常情况下，继电保护装置主要包括测量部分、逻辑部分、执行部分。

2继电保护的基本要求

2.1选择性

对于继电保护装置来说，所谓的选择性就是指借助故障设备或线路本身将故障切除，进而实现保护功能。通常情况下，在故障设备或线路本身的保护或断路器发生拒动时，通过相邻设备、线路、断路器失灵等切除故障，完成保护。对于整定上、下级电网（包括同级）之间的继电保护，通常情况下，需要遵守相应的逐级配合原则，进而在电网发生故障时，选择性的切除故障。

2.2速动性

所谓速动性是指为了提高系统的稳定性，降低故障设备和线路的损坏程度，同时将故障波及的范围缩到最低，需要保护装置将短路故障尽快切除，进而在一定程度上提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

2.3灵敏性

所谓灵敏性是指在被保护范围内，设备或线路发生金属性短路，继电保护装置需要具备相应的灵敏系数。通常情况下，利用继电保护的整定值来完成。

2.4可靠性

继电保护装置的可靠性是指在正常运行状态时，在保护范围内继电保护装置该动作时就进行可靠动作，不该动作时应可靠不动作。在无继电保护的状态下，线路、母线、变压器等电力设备都不允许运行，通常情况下，对于继电保护装置来说，可靠性是其最根本的性能要求。

3电力系统继电保护的现状

3.1装置原理方面

目前，我国电力系统中的继电保护装置存在一定的原理性缺陷，常见的有设计不合理、接线错误、质量不合格、误整定、误接线、误碰、调试质量不合格等。因此，在实际工作中，电力企业必须层层把关，充分了解和掌握继电保护装置的原理，并全面检查相关设备。如果发现某些设备存在原理性缺陷，则应及时联系相关部门消除缺陷，从而确保继电保护装置发挥应有的功能，保证电力系统的安全、稳定运行。

3.2系统温度方面

温度过高会导致继电保护装置老化甚至烧毁，进而导致电力输送受阻。一般情况下，继电保护装置的运行年限为10年，但受到制造工艺、性能、运行环境等因素的影响，常导致继电保护装置在运行期限内出现老化、插件烧毁等现象，严重时将导致整个电力输送网络停滞。因此，电力企业应确保继电保护装置的质量，加强对设备运行环境的管理和控制，最大限度地使运行环境满足设备的运行要求。比如，可采取散热、驱潮等措施，并在室内悬挂窗帘，以免因继电保护装置受到阳光直射而出现老化等现象。此外，工作人员还要加强对继电保护装置的巡视和检测，发现存在异常的装置时，应及时上报相关部门，并尽量在最短的时间内分析、解决问题。此外，在处理损坏的继电保护装置时，要尽量找到存在故障零部件，并更换损坏的插件或芯片，从而降低维修成本。

3.3直流回路方面

在继电保护工作中，直流回路存在的问题大体可分为直流回路短路和接地故障、操作回路故障和信号回路故障。在这3种问题中，原因分析和处理操作最复杂的是直流系统的接地故障。当直流系统中的2点出现接地故障时，易造成电力系统短路、继电保护装置的拒动和误动等。因此，在查找直流回路接地故障的原因时，最有效的方法是拉路法，且采用该方法停电的时间＜3s。采用该方法的查找缺陷的原则为由信号回路到保护（控制）回路、由低电压等级至高电压等级、由室外到室内。

4电力系统继电保护的发展趋势

4.1网络化发展

随着电力系统的不断发展，网络化保护逐渐成为了继电保护的主要方式之一。其综合运用了计算机技术、网络技术、通信技术和微机保护技术等，可保证继电系统中变压器、线路、母线的安全运行，不仅提升了电力系统的数据信息共享水平，还提高了电力系统继电保护的效率。随着计算机信息网络技术等的不断创新和发展，其网络保护水平在不断提高，继电网络保护系统的结构也在日趋完善，从而有效提高了继电网络保护的安全性和可靠性。比如，天津大学已经对网络化的继电保护系统进行了研究，提出了分布式母线保护原理。这一原理有效提高了电力系统继电保护的网络化水平，也提高了电力系统运行的可靠性。

4.2计算机化发展

目前，计算机已经在社会各行业中得到了广泛应用。在继电保护系统中运用计算机不仅可保障电网系统运行的效率和安全，还能降低电网运行的成本。因此，电力系统继电保护的计算机化发展势在必行，是不可逆转的。随着计算机技术的不断发展，继电保护系统中硬件的性能将成倍提升、价格将不断下降、安装将更加便捷，软件系统的模块化水平、可靠性、灵活性和性价比也将越来越高，从而使继电保护系统的信息数据库空间更大，最终满足日渐提高的电力网络系统的运行需求。

4.3综合自动化发展

目前，电力系统的继电保护涉及电力技术、通信技术、计算机技术和网络技术等。通过对这些技术的综合开发和应用，为电力系统变电站的保护、控制、监视、系统分割和计量等工作提供了更加全面、优化、系统的升级方式。而机械自动化是目前各行业的发展方向，因此，在未来的发展中，电力系统的继电保护也将向着综合自动化的方向不断迈进，从而更好地解决常规保护装置与调度中心无法通信的问题，最终提高电力系统网络的稳定性、安全性和经济性。

4.4智能化发展

智能化是计算机信息技术的发展方向。近年来，电力系统广泛应用了遗传算法、人工神经网络、专家系统、小波理论和模糊逻辑等人工智能技术，极大地提高了电力系统的智能化水平，有效推动了继电保护的智能化发展。比如，在电力系统的继电保护装置采用智能设计后，实现了对照明系统故障的快速隔离，能通过系统软件分析、预测可能存在故障的部件，并对其进行自主检修、恢复，从而更好地确保电力系统的安全运行，避免发生大面积的停电故障。

4.5虚拟化发展

虚拟现实技术是近年来计算机网络技术的又一重要革新。其通过计算机形成多维感官环境，并根据人体感官信息学理论，可使使用者身临其境地体验虚拟环境，从而更加深入地了解客观事物。该技术特别适用于当前复杂、严谨的测试软件系统。随着虚拟现实技术的不断发展，其必将成为电力系统继电保护的发展方向之一。

结语

综上所述，随着电力行业的不断进步和发展，电力系统继电保护的水平也将获得较大的提升。新技术、新工艺的应用弥补了当前继电保护系统的漏洞，进一步提高了电力网络系统的运行质量，不断推动我国电力行业向着现代化、科技化、经济化和可持续化的方向发展。

参考文献

［1］姜凡.电力系统继电保护技术的现状与发展趋势［J］.科技创业家，2014（06）.

［2］陈岩，段俊祥.电力系统继电保护技术的现状与发展［J］.硅谷，2010（17）.

孙波（1981.10.29），男，汉族，辽宁省朝阳市，电力工程师，本科，继电保护整定计算，主要从事继电保护的整定计算，地区调度运行方式审核，现场继电保护装置安装调试，