电厂继电保护技术的基本原理及其应用

电厂继电保护技术的基本原理及其应用

金志坚

（大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司新疆维吾尔自治区吉木萨尔县831799）

摘要：在电厂电力系统的运行过程中，如果有电气元件发生故障，就会对电力供应的稳定性造成不利影响。因此，我们需要采取自动化措施的成套硬件设备，实现对电厂电力系统的继电保护。在继电保护技术的应用过程中，如果电厂电力系统中有元件出现故障，能够在第一时间向值班人员发出警报，或直接发出断路命令，以便对故障进行妥善的处理，避免电气元件故障影响电厂电力系统的正常运行。

关键词：电厂继电保护技术；基本原理；应用

1进行继电保护的意义分析

1.1确保电厂得以正常运行

当电厂中的一些电力系统元件出现故障时，其继电保护装置就能够及时准确地对距离最近的断路器发出指令，并使得跳闸，这样就能够使得故障元件能够及时地从电力系统中断开，并使得其对于整个电网系统的影响尽可能的降低，这样也能够确保该电厂得以正常运行。

1.2对电力系统的运行状况进行监控

继电保护装置不仅可以进行故障反应以及故障处理，还能够对电厂中各个设备的具体运行状况进行有效监控。在电厂的具体生产过程中，一旦某一电力设备没能够正常运行，该继电保护装置就会直接发出信号，这样相应的维护工作人员就能够及时接收到故障信息并对此进行相应的处理。此外，通过继电保护技术的合理应用，也能够在故障发生的第一时间内及时将可能引起事故的电气设备进行关闭，并借此达到消除安全隐患以及降低经济损失的效果。

2继电保护装置的原理与工作任务

2.1工作原理

继电保护装置的基本原理是利用系统中故障或者是异常情况发生时，电流、电压，或者功率、频率的变化，构成继电动作保护原理。除上述情况外，也可以是其他物理量。比如变压器油箱故障时，由于大量的瓦斯产生，油的流速会增大，油压的强度会增高。继电装置包括了测量部分、逻辑部分、执行部分等。

2.2工作任务

当供电系统处于正常状态时，继电装置能够对系统及设备的运行状态进行监控，并为值班工作人员提供一定的工作依据。当系统发生故障时，保护装置能够自动、及时并且有选择性的切除故障部分，确保非故障部分能够正常运行，从而将故障造成的影响控制在最小范围内。当系统运行出现异常情况时，能够及时准确地发出警报，提醒工作人员及时处理问题。

2.3继电保护装置的基本要求

首先是选择性。当供电系统出现故障时，保护装置能够选择性地切除故障部分。具体的操作是将离故障位置最近的断路器断开，以此来保障系统其他部分能够正常运行。将故障带来的影响控制在一定的范围内。其次是灵敏性。灵敏性体现了保护装置对异常工作情况与故障的反映能力。具体的要求是，无论故障点在保护装置范围内的位置如何，或者故障的性质如何，保护装置在故障存在的情况下能够正常发生动作。当故障处于保护区外时，不会发生错误的动作。对保护装置灵敏性衡量通常是灵敏系数。再次是速动性。保护装置能够在最短的时间内消除故障，故障消除的时间越短，电流对设备造成的损坏就会越轻。加快电压恢复，为设备启动创造有利条件。最后是可靠性。保护装置要能够正常发生动作并且随时都处在准备工作状态。如果装置的可靠性不能够满足要求，保护装置就可能会起到相反的作用。为确保装置的可靠性，要求保护装置在安装调试、整定计算工作方面不存在问题。而组成保护装置的元器件也要质量有保证，系统尽可能简化，以提升保护装置的可靠性。

3电厂继电保护技术的应用

3.1在电网距离保护中的应用

电网距离保护就是反映保护安装处到故障点间的距离，并以此为基础确定动作时限。能够对保护安装处与故障点之间的距离进行有效的测量，就可以确定两点间的阻抗大小，因此，电网距离保护也叫做阻抗保护。在电力系统的运行过程中，在保护安装位置测量的电路阻抗通常是负荷阻抗，然而，在线路出现故障时，由于电压与电流的测量值会发生变化，会造成短路阻抗降低，在电力系统中出现短路后，电路阻抗的测量值也会发生变化，原本的负荷阻抗会转变为短路阻抗。如果这个阻抗值超出系统预定范围，继电保护装置会关闭出现故障的元件。

3.2在变压器保护中的应用

在电力系统中，如果变压器出现不正常的工作状态，就会出现过负荷、过电流、以及温度升高等方面的情况，会对电力系统的正常运行产生一定的影响。与此同时，我国目前的电力系统大部分使用的是大容量变压器，这种变压器在额定工作的过程中会产生过大的磁通密度，工作中的磁通密度与电压频率呈正比。在电压低频率运行的过程中，可能会造成变压器出现过励磁故障。在变压器保护中应用继电保护技术，能够在出现以上故障后第一时间通过断路器将出现故障的变压器切除，同时对维护人员发出信号。维护人员在收到信号后需要及时的采取措施对故障变压器进行处理，消除故障。在目前的变压器保护中，继电保护的应用主要分为纵差动保护、相互短路的后备保护以及瓦斯保护等形式。

3.3进行输电线路的保护工作

(1)输电线路的纵联差动保护：该保护方式的工作原理在于对保护线路两端的电流大小以及相位原理进行测量。而当输电线路在运行过程中出现了故障的情况下，其流入到继电线圈中的电流也就会发生一定程度的改变，通过对该电流量进行实时的监控，就能够在出现故障的第一时间内进行有效处理。(2)光纤纵联差动保护：该保护模式借助于光纤通道来将测量的信号进行有效传递，其工作原理在于先将电信号转变为光信号，然后再将该信号进行传输，当一端接收到该光信号之后，立即将其转变为电信号，并对其进行相位以及方向的比较，在此基础上来确保保护是否动作。(3)高频保护：对于一些具有高电压以及远距离的输送电路，还需要进行全线速动保护的配置，并将其作为继电保护技术的主保护形式。借助于该继电保护技术能够对输电线路两侧的电气量进行即时反应，这也就需要拥有能够对两端电气量进行及时反应以及传输的通道。现阶段在220kV以及以上的电网系统中，就多运用高频保护技术来作为输电线路的主保护技术。而高频保护的原理在于合理运用载波技术，并将输电线路作为一个重要的传输渠道，来将线路两侧的工频电力量调制在40V～500kHz的高频电波上，并沿着输电线路这一通道进行相互传送。两侧保护在受到该高频信号之后，再将其进行还原，并在此基础上来进行判断该区域存在的是区内故障还是区外故障。就工作原理进行分析，高频保护对于保护线之外的故障是不会发生反应的。

4结论

随着我国经济的不断发展以及科技水平的进一步提升，使得人们对于电网运行的稳定性要求也就变得越来越高。而为了达到这一效果，也就需要在电网运行的过程中对继电保护技术的应用进行有效加强，这样才能够确保我国的电力系统得以顺利进行，并使得该电厂的生产效率以及生产力得到有效的提升。因此说继电保护技术的进一步应用是我国电网系统的一个必然发展趋势，并能够促进我国的经济水平得到进一步发展。

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