浅谈电气主设备继电保护

摘要：随着我国经济的不断发展，科学技术也得到了不断进步，在电气主设备继电保护领域中，一些新科技成果不断涌现，工艺技术不断提高，这对保障电力系统的安全运行具有至关重要的作用。本文将对电气主设备的继电保护进行分析，希望对今后相关内容的研究提供借鉴。

关键词：电力系统；主设备；继电保护；技术；研究

中图分类号：F407.6 文献标识码：A

前言

随着社会经济的发展，科学技术也得到了长足的进步，例如电气主设备继电保护技术，这对于电力系统的正常运行起到了非常重要的作用。如今电力在国民生产中有着重要的地位，加强对电气主设备继电保护技术的研究，具有一定的现实意义。

1 电气主设备继电保护技术

1.1 变压器保护

1.1.1 变压器差动保护

在变压器需要保护的一侧设置监测装置，对电流以及电压进行监控，但是由于监控范围的限制，往往不能够对临近范围发生的故障进行区分。因此需要考虑邻近保护的状态来设定相应的保护参数。为了增强系统的选择性，往往通过采用较小的保护范围以及较长的动作延时。但是这也在某种程度上导致故障变压器无法及时的被隔离，从而加重危害的程度，因此需要能够在故障发生的瞬间将故障设备进行隔离，从而减少相应的损害。为了能够对保护范围内外的故障同时进行准确的判断，这就需要在被保护的变压器的两端都设置相应监控装置，这也能够对故障元件的电流相位进行掌握，从而很好的起到保护作用。

1.1.2 瓦斯保护

瓦斯继电器在电力系统保护中的使用比较广泛，它是根据监测流经瓦斯继电器的油箱气体进行系统保护。当前旋转挡板式瓦斯继电器已经逐渐的取代了传统的浮筒式瓦斯继电器，极大的改善了由于密封性差漏油而发生了误动作，极大的提高了继电保护的可靠性。

1.1.3 变压器后备保护

过电流对于变压器具有较大的危害，因此过电流保护常常被安装在变压器的电源侧，从而在过流的时候能够及时的断开变压器。在变压器上安装后备过电流保护装置往往会造成接线的复杂程度大大上升，可以适当将相邻的保护范围缩小。为了应对三相短路，应该确保其有足够的灵敏度。

1.1.4 自耦变压器保护

与传统的变压器相比自耦变压器具有成本低、体积小的优点，在实际的使用过程当中也十分的灵活，因此往往用于联络变压器，具有使用经济运行可靠的特点，因此使用比较广泛。但是在实际的使用过程当中自耦变压器也存在一些问题主要表现在以下几个方面：

1.1.4.1 接地保护

自耦变压器需要直接接地，在接地点方面也使用一个点。一般来说，系统短路的位置对于通过接地点的电流强度有很大的影响。

1.1.4.2 过负荷保护

变压器的运行方式对于各侧的负荷分布情况具有直接的影响，而负荷分布的情况又会对过负荷保护产生影响。当前变压器中各侧进行送电的时候，由于公共绕组容量会产生制约，因此往往不能够充分发挥通过容量的作用。这样就会产生一种情况，公共绕组在自耦变压器尚未达到最大电流的时候已经超出负荷。这就要求在对自耦变压器进行过负荷保护的时候要根据实际的情况出发。

1.2 发电机保护

1.2.1 提高定子接地保护的动作灵敏度

很多因素都有可能导致发电机过电压，这就要求中性点在接地的过程当中应该经过配电变压器。对于大型发电设备来说一般不会发生传递过电压，这是因为主变高低压线圈之间没有存在较大的电容。为了最大限度提高定子接地保护动作的灵敏程度，可以将数值较小的电阻安装在配电变压器上，从而最大限度的提升定子接地的灵敏度，能够有效地防止过电压对发电机造成的损害。

1.2.2 失磁保护

当前应用的发电机失磁保护的精度主要受失磁保护组件结构的影响，其中失磁保护常由阻抗元件、母线低电压元件（机端低电压）和闭锁（启动）元件组成。阻抗元件用于检出失磁故障，阻抗元件可按静稳边界或异步边界整定。母线低电压元件用于监视母线电压保障系统安全。母线低电压元件的动作电压，按由稳定运行条件决定的临界电压整定。应取发电机断路器（或发变组高压侧断路器） 连接母线的电压，通常取 0.8～0.85 倍母线额定电压。

1.3 发电机-变压器组保护

1.3.1 保护原则

现代化的发电厂一般具有巨大的规模，为了保证电流输送过程中减少损失，往往都是采取高压输电的方式，大多都是采用发电机组和变压器组同时工作的方式这样发电机电压侧一般没有直配负荷，只是将发出的电流利用变压器进行升压之后再进行输送。大多使用纵差保护以及过流保护等。

1.3.2保护特点

当发电机和变压器之间有断路器时，发电机和变压器应分别装设纵差保护；发电机与变压器之间无断路器并除以下情况外，一般装设整组共用的纵差保护。

1.3.2.1 发电机容量在 200 兆瓦及以上时，因为大型发电机在系统中占有重要地位，一般阻抗较大，装设单独的保护可提高可靠性和灵敏度。

1.3.2.2 水轮发电机和绕组直接冷却的汽轮发电机，当共用的差动保护整定值大于 1.5倍发电机额定电流时，为了对发电机内部故障有较高的灵敏度，要加装单独的发电机差动保护。

1.3.2.3 对于阻抗较大的发电机，如果无法装设横联差动保护，在发电机上可装设灵敏度高的纵联差动保护。

1.3.3 后备保护

发电机-变压器组的后备保护，同时又作为相邻元件故障的后备保护。对于发电机-双绕组变压器组，利用发电机侧的过电流保护作为整组的后备保护，变压器低压侧不另装设过电流保护。如果发电机与变压器之间有厂用分支线时，分支线上应装设单独的保护。

此时，发电机的过电流保护应带两段时限，以较小的时限断开变压器高压侧断路器，以便在外部短路时仍能保证厂用电的供电，以较大的时限断开所有的断路器和发电机的自动灭磁开关。

2.继电保护的发展趋势

2.1 测量、保护、控制、数据通信一体化

兼具测量、保护、控制、数据通信一体化功能的微机保护装置，就近装设在变电站被保护的设备或元件附近，利用光电电压互感器（OPT）、光电电流互感器（OCT）直接采集被保护设备或元件的电压、电流，并将其转化为数字化信号，再通过光纤网络传输到本站计算机和调度中心。一体化装置可实现充分的资源共享及故障录波、后台分析等功能，使故障诊断、安全监视、稳定预测、无功调节和负荷控制等功能更完善。

2.2 网络化、智能化、自适应化

通过建立继电保护网络系统，使电气设备具备网络通信功能，可实现继电保护网络化管理，如通过网络监控系统的运行及进行故障处理和参数整定等。通过采用神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能技术，可以解决电力系统中许多非线性问题，可及时分析、判断和处理故障。自适应技术可以让继电保护装置适应电力系统发生的各种变化，提高继电保护的性能。

2.3 广域保护和控制

广域保护是基于广域测量信息的继电保护。传统继电保护的信息是基于就地的，广域信息包含了就地和远方更宽广区域的信息。实现广域保护的途径是基于在线自适应整定（OAS）和故障元件判别（FEI）。广域保护的通信基于IEC61850标准。广域保护可以解决传统保护在电网运行方式改变而难以满足各继电保护之间相互配合的难题。

3.结束语

电气主设备继电保护技术对于电力系统而言非常的重要，而且随着社会经济及科学技术的不断发展和进步，一定会有更多先进的主设备继电保护技术陆续应用于电气主设备继电保护之中，从而为提高电气主设备继电保护装置的可靠性、灵活性、快速性以及保证电力系统的稳定、安全运行保驾护航。

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