电力主设备继电保护技术分析

电力主设备继电保护技术分析

赵煜

国网晋中供电公司山西晋中030600

摘要：电力设备运行的稳定问题对于经济的正常发展十分重要，变电站继电保护装置的日常运行以及管理，是确保电力设备以及电力系统能够稳定运行的重要措施。我们可以从主设备本身入手，科学地进行数据分析，

关键词：电力；主设备；继电保护

1电力主设备继电保护技术要求

1.1选择性

在电力系统发生故障的时候，继电保护装置能以最快的速度判断距离事故发生最近的相关设备，并且能够选择动作切除故障设备，从而保证整个电力系统的稳定运行和用户的人身安全。

1.2迅速性

发生电力事故后，保护装置应在最短的时间内动作，并且能够快速的阻断故障并进行系统保护，避免电力系统中因短路故障造成的严重破坏，能够尽量限制故障的影响范围，确保继电保护装置能有效的对电力设备进行保护。

1.3安全性

在变电站发生电力系统故障的时候，所设置的继电保护装置能够快速的切断电力供应，保护电力系统的稳定，方法足够可靠，效率足够高，尽量避免发生故障不动作或者误动现象的发生。

2电力主设备继电保护的现状

2.1保护装置的一体化发展

①充分的资源共享,一个装置包含了被保护元件所有的模拟量,保护逻辑的判据可以充分利用所有电气量,使保护更加完善、可靠,判据更加灵活实用。②主后一体化装置,给故障录波、后台分析带来了便利。任何一个故障启动或动作保护装置就可以录下整个单元所有模拟量,使得现场故障的综合分析、定性及事故处理更加方便,而分体式保护只能录下部分信息。③主后一体化装置便于保护双重化的实现。主后共用一组TA,TA断线概率大大下降;装置数量少,误动概率降低。

2.2电力主设备继电保护原理也趋于多元化、具体化

①差动保护常规的主要有标积制动式差动、两折线、三折线比率差动、以及采样值差动等。②关于励磁涌流分析，一般都是根据短路电流波形与涌流波形的不同特征，来区分励磁涌流和短路的。但是该原理在故障合闸时，离散度大且保护动作时间长，具有明显的劣势。③TA饱和问题是最为普遍的问题。因为很多大型发电机变压器组的容量特别大，而且故障电流的分量衰减时间常数长，很容易造成差动保护TA传变暂态饱和或不一致。另外，由于变压器的各侧TA特性不一致，所以更易引起TA饱和，如此还会造成差动保护误动。因此差动保护应该有可靠的TA饱和判据。

3电力主设备继电保护技术

3.1变压器差动保护

①变压器分侧差动保护

变压器在其高压侧所连接系统的接地故障很容易造成变压器的纵差保护误动。所以往往要在保护装置中采取滤去高压侧零序电流的措施。但是一旦当变压器高压侧绕组上发生单相接地故障时，其纵差保护的灵敏度会非常低。而对于大容量、特高压或超高压的变压器，如果在高压侧设置能够反应高压侧内部的短路故障的分侧差动保护，就会大大提高高压绕组发生接地故障时的灵敏度。为了避免差动保护在空投变压器时发生误动，我们应设置闭锁方式为分相制动的涌流闭锁元件。

②变压器纵侧差动保护

变压器纵差保护主要由三部分构成，即涌流闭锁元件、具有比例制动特性的差动元件以及差动速断元件。它是变压器内部短路故障的主保护。将涌流闭锁元件设置在差动保护装置中可以躲过励磁涌流。而且它还可以根据变压器励磁涌流的一些特点来识别励磁涌流，从而进一步判断出差流回路的差流是由变压器的励磁涌流产生还是由变压器内部故障产生的。设置差动速断元件（不受励磁涌流影响）可以确保在变压器内部发生故障时，迅速切除变压器。这大大弥补了涌流闭锁原件的不足。但是要想完全躲过励磁涌流，必须使得差动速断元件有较大的动作电流，一般为额定电流的6～8倍。另外，差动速断元件还有l0～25ms的动作延时，操作时需加注意。当变压器内部发生严重故障时，一旦出现电流互感器严重饱和的情况，应充分考虑变压器的结构、特点、容量以及距电源的远近，并在保证能完全躲过励磁涌流的前提下，尽可能减小差动速断元件的动作电流。还可以采用同步识别原理，增加差动速断元件的动作记忆延时。

3.2变压器后备保护

过电流会对变压器造成较大的危害，因此一般将过电流保护安装在变压器的电源侧。这样一旦出现过流，我们就可以及时的断开变压器。但是安装后备过电流保护装置会大大提高变压器接线的复杂程度，阻碍正常的接线操作。对此，我们适当缩小相邻的保护范围，并提高装置的灵敏度，以应对三相短路问题。

3.3故障分析技术

主设备保护必须具有强大的故障录波功能,除了记录完整的事件报文、故障数据外,装置还可以记录故障发生前后全过程所有的模拟量、开关量、启动量、中间量的变化,完整地记录每个保护的动作行为。主设备保护的故障信息上传至电气监控系统或保护信息管理系统后,通过高级应用软件,分析保护的动作行为是否正确,为故障查找、分析提供充分的依据。完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现,对事故进行深入分析,为保护性能的改进完善提供重要的依据。

4提高电力主设备继电保护的措施

4.1加强日常维护检查

继电保护设备是否处于较好的状态将会决定继电保护装置运行的可靠性，因此，收集并整理相关技术资料、严格进行设备图纸与设备的检测工作、做好日常运行巡查记录等，将会对继电保护设备的维护提供行之有效的帮助。引进、借鉴国内外先进的继电保护技术，吸取国外继电保护经验，并结合实际情况创新出完善的继电保护技术，不断推广与应用新型的继电保护技术，确保继电保护设备处于不断创新发展的状态，从而为继电保护装置提供坚实的基础。

4.2强化继电保护的抗干扰性

加强弱点系统的保护是继电保护系统抗干扰采用的主要方法，加强弱点系统能够阻止干扰进入到弱电系统中：①采取各控制室分开接地的方式：将需要接地的各个控制室进行分开接地，如果没有进行分别接地，必然会导致接地线一端的电压会超过荷载，这样的过负荷运转会对继电保护设备的正常运转产生十分严重的影响。②采取可靠的方法降低接地装置的电阻：若是电力系统中的接地设备为电压、电流互感器等接地设备，则需要尽可能的降低这些互感器的接地电阻。这样不仅能够形成一个低阻抗特性的接地网络，还能有效的减小电流在流入过程中产生的电位差，从而有效降低对二次回路设备的干扰程度。

4.3运用先进技术

新型光电流互感器(OTA)、光电压互感器(OTV)相对于电磁式TA具有明显的技术优势:不存在饱和问题,频率响应宽,动态范围大,在很大的电流变化区间内保持线性变换关系;实现了强电和弱电的完全绝缘隔离,具有很强的抗电磁干扰能力;不存在二次开路的问题,二次输出值较小,适合与保护直接接口。因此其将成为主设备微机保护的发展趋势。在采用高速度、大容量的微处理器及高速总线设计后,保护装置将具有更完善的数据处理功能和通信功能,可以更好地实现保护信息化、网络化设计。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报文、数据到监控系统以外,还可以为系统动态提供保护装置的运行状态和信息,并可根据系统运行方式的变化通过数据交换,提供修改保护判据和定值的依据,保证全系统的安全稳定运行。

参考文献：

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[2]赵国志.电力系统及其自动化的发展方向研究[J].科技致富向导，2014（32）.

[3]谢强.浅谈电力系统安全管理方法及其作用[J].科学中国人，2015（09）.