高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性研究

高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性研究

武振森

国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600

摘要：近年来，随着我国社会各界的不断发展，其对电力需求量逐渐增加，其达到了前所未有的阶段。高压电网运行中，其中继电保护能够在系统遇到故障、异常工况时，在最短时间内做出响应，自动将故障设备从系统中脱离出来，以此来减轻或者避免设备对供电产生的负面影响。继电保护工作具有较强的技术性，集中表现在故障分析与处理上，故加强对装置可靠性的研究具有重要意义。本文就对高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性措施进行深入探讨。

关键词：高压电网；继电保护；自动装置；可靠性

1 继电保护及安全自动装置的概述
       继电保护及安全自动装置我们一般都连着说的，毕竟这两样东西都是配合使用。继电保护装置故名思义，就是保证变压器、线路、发电机等设备正常运行的保护，作用就设备正常时运行，故障时正确动作。而安全自动装置保护的是整个电网的安全运行，提高供电可靠性的设备。继电保护装置包括保护装置、测控装置等等。工作原理是当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。测控装置是控制断路器、隔离开关动作的装置。保护装置向线路、设备（例如变压器）提供主保护和后备保护，如光纤差动保护、距离保护、母差保护等；安全自动装置包括稳控装置、低压低周减载装置、振荡解列装置、重合闸、备自投装置等等。低压、低周减载装置原理与稳控差不多，最大的区别是低压、低周减载只能控制所在变电站的线路。振荡解裂装置就是系统发生振荡时动作甩掉部分负荷。随着电网容量越来越大，如果高压线路或超高压、特高压（一般是220kV及以上）线路发生事故跳闸，在高功率情况下，由于这些线路承担着大量负荷，一旦发生事故会引起电源严重不足而负荷很大，这样就会造成电网电压、频率就会降低，最终会引发大面积停电甚至电网崩溃，所以加装稳控装置，当这些线路跳闸后，稳控装置会向下级或者下下下级（取决于稳控装置主站安装位置）发出某些线路的跳闸指令，甩掉部分负荷，保护电网稳定运行。稳控装置动作肯定是场非常大的事故。变电继电保护是指线路高频保护，保护本线路全长，本线路发生任何故障都会动作，如单相接地，相间接地，短路线路零序保护，为后备保护，本线路发生单相接地动作。线路距离保护，为后备保护，本线路发生相间接地动作。线路重合闸，断路器跳闸后，自动重合，重合于永久故障，跳开三相，可分为单相重合，三相重合，综合重合闸。断路器失灵保护，断路器拒跳，失灵启动，先跳母联，后跳该线路上所有单元断路器。母线充电保护，在对母线或线路进行充电时，投入充电保护，充电正常，退充电保护，保护母线或线路，有故障，跳母线上所有单元断路器。2 高压电网继电保护及安全自动装置的意义
　　所谓继电保护装置，顾名思义就是指对电力系统故障和危及安全运行的异常工况的时候，能够对相关值班人员进行危险信号的反馈，并自动取一些反事故自动化措施。因为在它的发展过程之中曾主要运用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、母线等）使之免遭损害，所以简称继电保护。就一般情况而言，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三个主要部件组成。研究高压电网继电保护及安全自动装置，有利于及时发现和处理高压电网电力系统之中可能出现的故障，为人们的生产生活提供安全、可靠的电力资源，最终达到促进社会经济建设的目的。

3 高压电网继电保护及安全自动装置运行中仍然存在的问题
3.1部分装置因使用年限较长而发生老化
当高压电网继电保护及安全自动装置运行时间较长之后，发生故障与缺陷的可能性就大大增加，因为装置的动作特性开始变得不稳定、很容易被外界因素所干扰。运行时间逐渐增加之后，阻抗母差保护很容易因为装置老化而发生错误动作，且当前装置中微机化覆盖率还未达到理想，老旧设备传统保护方式达不到微机化保护水平。运行时间增加过程中，差动继电器的接点很容易被破坏。此外还存在着元器件老化、端子接触不良和二次回路电缆的绝缘性大大降低等情况，这些因素都会对电网的安全、稳定运行带来威胁。
3.2由变电站特殊的接线方式引发的可靠性问题
在变电站中，不同的接线方式往往对应不同问题的发生可能性，所以必须要综合考虑各项因素才能决定最终使用的接线方式。例如，一次接线方式往往限制了保护装置的选择性、接线保护装置需要保证配置的可靠性要求、外桥接线方式配合双重保护装置动作，很容易造成不必要的大范围停电、母线之间不设置开关也会导致供电可靠性收到影响。

4 高压电网继电保护及安全自动装置可靠性的提升策略
4.1加强电源设计
       从客观的角度来分析，高压电网继电保护及安全自动装置的发展，正处于一个比较关键的阶段，想要在将来的工作进步当中，不断的取得更好的成绩，必须在电源设计方面进行不断的强化，该方面的工作进行，能够对全局发展产生特别大的影响力。首先，电源设计的开展过程中，必须考虑到高压电网继电保护及安全自动装置的实际需求，尤其是在不同地方的工作安排上，应最大限度的减少内部的漏洞，促使高压电网继电保护及安全自动装置的各项指标提升，可以努力的取得更好的成就。其次，电源设计的过程中，要确保高压电网继电保护及安全自动装置的落实，能够得到足够的安全性、稳定性，坚持按照国家相关规范、标准来实施。

4.2完善安全保障体系
       新时代来临以后，高压电网继电保护及安全自动装置的进行，必须在自身的保障体系上不断的完善，这是比较容易忽视的对象，但是能够产生的影响力是比较高的。安全保障体系的完善，可尝试从以下几个方面来开展：第一，定期对高压电网继电保护及安全自动装置的具体运作情况，以及各个地方的居民反馈，做出深入的掌握和探讨，从而确保在保障力度的加大过程中，能够朝着正确的思路和方法来调整，这样在很多问题的综合改善效果上，都可以大幅度的提升，而且全局工作的进行，不会陷入到较大的困境。第二，安全保障工作的进行，必须从不同的思路上出发，对于高压电网继电保护及安全自动装置的内涵，进行不断的丰富，考虑到各项工作实施过程中，可能遇到的挑战和影响，为高压电网继电保护及安全自动装置的长久变革，奠定坚实的基础。
4.3加强安全故障处理
       我国在高压电网继电保护及安全自动装置方面，一直保持高度的关注，很多工作的安排都可以取得比较不错的成绩，而且整体上造成的缺失和漏洞，都在不断的降低。安全故障的处理，对于全局发展而言，能够产生特别大的作用。首先，安全故障的发生绝对不是偶然现象，而是长期积累的结果，我们对于安全故障的判定、处理，必须从多个角度来思考，确保各项工作的实施过程中，能够得到足够的支持与肯定，在各类特殊情况的解决过程中，努力的取得更好的发展成果。其次，安全故障的处理过程中，应坚持对故障的设备、故障的零部件等，开展适当的更换。例如，当前的用电需求较为突出，很多地方对于电力资源的分配，都要按照重新调整的原则来进行规划，在这样的条件影响下，安全故障的处置工作开展，必须在零部件、设备的性能上更好的提升。

5 结语
高压电网为社会经济发展提供了极大的支持，随着高压电网不断推广，人们对其运行安全、可靠性提出了更高要求。高压电网继电保护及自动装置作为高压电网的基础，能够确保电网处于稳定状态。尽快确定故障所在位置，并查找故障产生原因，为高压电网运行保驾护航，从而为用户提供优质的电力服务。

参考文献：
[1] 周泰源.高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性研究[J].通信电源技术,2019,36(10):59-60.

[2] 熊春雷.高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性探讨[J].科技创新与应用，2017（29）：170.