电力系统变电站继电保护研究

摘要：现今，随着我国工业化进程的加快以及人们对电力需求的不断增加，对电力系统供电的要求越来越高。文章介绍了电力系统变电站继电保护的发展、基本任务和要求，并对电力系统变电站继电保护在运行中还存在的一些相关问题进行了探讨。

关键词：电力系统；变电站；继电保护

中图分类号：TM407

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）18

随着我国电力工业的不断发展，电网规模的不断扩大，对电力系统变电站继电保护提出了更高的要求。电力系统变电站继电保护是一门综合性的科学，包括变压器维护、电容器维护、机组保护和母线保护等。继电保护技术和继电保护装置是电力系统继电保护的两个主要内容。简单地说，继电保护技术包括电力系统的故障分析、继电保护的设计与运行及维护等各种应用技术；继电保护装置就是在电力系统变电站继电保护的运行过程中所需要的各种装置，包括母线、输电器、补偿电容器、电动

机等。

1　电力系统变电站继电保护的发展史

继电保护技术最早的装置是熔断器，这种装置是最简单的过电流保护装置。后来，随着电力系统的不断发展，熔断器已经不能满足电力系统的发展需求，过电流继电器装置（断路器）产生，这种装置满足了当时电力系统变电站选择性和快速性的需要。到1890年，出现了电磁型过电流继电器，它能够直接反应一次短路电路。到了20世纪初期，继电器才广泛应用于电力系统的保护中，所以，从这个时期开始，可以说是继电保护技术的开端。1927年前后，出现一种利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率方向或电流相位的高频保护装置。20世纪50年代，出现了微波保护，它是因为微波中继通讯技术开始应用于电力系统而出现的一种继电保护装置，而后，又诞生了行波保护装置。到了现代，电力系统变电站继电保护技术已经相当成熟，结构上也有了相当大的进步，经历了晶体管保护到集成式电路到微机式。

2　电力系统变电站继电保护的任务和要求

2.1　电力系统变电站继电保护的任务

电力系统故障可能会导致以下后果：（1）通过故障点的短路电流会使故障元件损坏；（2）短路电流通过非故障元件时，可能会引起这些元件的损坏或者减少它们的使用寿命；（3）由于电压的下降，会影响用户的正常工作和生活，给电力用户带来不便；（4）各发电厂之间并列运行的稳定性被破坏，造成系统震荡，甚至会引起整个系统的崩溃。所以，电力系统变电站继电保护的基本任务要做到以下几点：（1）在系统发生故障时，能够做到快速、自动、有针对性地在系统中把故障元件切除，不让故障元件继续遭到破坏，并且保证大部分非故障元件的正常运行，并快速处理故障；

（2）发现不正常运行状态，要及时进行处理，发出信号、减负荷或者跳闸，并且能与自动重合闸互相配合。

2.2　电力系统变电站继电保护的要求

2.2.1　选择性

电力系统运行中出现故障，有选择性地将故障元件从系统中切除，尽量使故障的影响范围减小，使系统中无故障元件部分不会受到影响，仍能继续正常工作。

如图1所示，当K1点发生短路时，3处先跳闸，CD电路被切断，这样做不会影响A、B、C点的正常供电；而不是1或者2处先跳闸，这样做会造成B、C、D的电路中断，造成大面积停电。

2.2.2　速度性

发生短路时，应快速切断故障元件，这样可以缩小故障范围，减少对正常运行元件的损伤，减轻破坏程度，把对用户的影响减到最低，提高整个电力系统运行的稳定性。现今，快速保护动作时间在0.06s～2.12s之间，最快可达0.01～0.04s。

2.2.3　灵敏性

灵敏性是指保护装置在系统发生短路或者不正常状态下在一定范围之内的反映能力。要求保护装置在预先设定的反映范围内，对短路点、短路类型做出正确的判断并及时有效处理。

2.2.4　可靠性

可靠性值的是保护装置在它应该动作的范围内，能够做出及时有效的反映，保证整个系统正常的运行；而在不属于它动作反映的范围内，不应该误动作，给电力系统造成不利影响。

3　电力系统变电站继电保护运行的若干问题

第一，电力系统变电站继电保护装置是一个多元化元件组成的整体，结构比较复杂，而且，各个元件的使用寿命是由元件质量和工作时间所决定的，除此之外，很多因素也会影响元件的使用寿命，所以，在可靠性指标的构建上，就要尽量考虑用多元化的综合指标对电力系统变电站继电保护装置进行衡量，可以采用针对性很强的概率分析法。

第二，要重视对电力系统变电站继电保护装置的检查与维修，重点要加强对二次回路的巡视工作。同时，在平时工作中，要做好对电力系统运行状况的定期检查，提高预见性与防范性，把风险降低到最低，努力排除设备隐患，保证各种设备的正常运行，提高系统的稳定性。

第三，为了进一步提高电力系统运行的稳定性，还要加强对可靠性保障措施的构建。继电保护装置在电力系统运行中之所以重要，是因为它在整个电力系统中起着维护整个电路的安全性与稳定性的作用，一旦出现问题，将影响整个系统的正常运转，所以，为了增强其稳定性，应该建立系统保护的多重冗余保护装置。

4　结语

随着我国经济的不断发展，我国工业化进程也不断加快，工业用电和家庭用电的需求也不断增加，电力系统的供电规模也随之越来越大。电力系统变电站继电保护作为保证电网安全的重要防线，担负着重要的职责，为保障我国电网安全稳定运行发挥了重要作用。但与此同时，随着大功率、远距离和直流输电网的发展，对继电保护技术提出了更高的要求。在此背景下，就要求电力系统要不断引进并学习先进技术，保障供电的可靠性和稳定性，构建一个更加科学和完善的继电保护体系，保障电力系统的有效运行。

参考文献

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[3]　温度．变电站继电保护几个常见问题解决方法[J]．科技风，2009，（20）．

作者简介：周建武（1981-），男，湖南人，供职于湖北省黄冈供电公司变电检修中心生产技术科，研究方向：继电保护和电力工程管理。