自适应继电保护原理及其特点解析

摘 要 随着我国经济的飞速发展以及电网技术的不断创新应用，人们越来越重视电网的智能化管理控制，在这样的新形势下自适应继电保护系统应运而生。这种新型手段相对于以往的传统措施，更加先进和自动化，能够根据电网电压的不同自行进行保护，在现如今的电网运行中具有非常重要的作用。近年来，由于计算机、通信等设备设施和有关技术的创新发展，也使得自适应继电保护措施具有了实现的可能性，它可以在很大程度上减少事故的发生，保证电力系统的安全运行。文章基于自适应继电保护在电网运行中的应用，提出其主要原理内容和特点，并进行进一步的分析研究，从而实现其良好运用，为我国电力事业的腾飞奠定坚实的基础。

关键词 自适应继电保护；原理；特点；应用

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0131-01

目前，我国的计算机技术迅猛发展，它不仅能够满足人们获取知识和娱乐的需要，更重要的一点在于它能够把国家的现代化建设与技术新措施进行有机的结合，自适应继电保护系统就是如此。与电力系统的常规控制相同，自适应继电保护也是在模型基础上的控制，只不过其所要依据的数学模型比较少，它更加注重数据的取得。现如今，由于自适应控制理论与继电保护的结合，就使得这种新技术得到了更进一步的发展，它能够有效的解决电力系统运行中的故障，并给予自动化的控制，从而减少故障发生的可能性，完善控制措施，提高电力系统运行的可靠性和安全性。

1 自适应继电保护的含义

想要加强自适应继电保护系统在电网运行中的应用，并弄清其真正的原理特点，首先要清楚明确什么是自适应继电保护。顾名思义，自适应继电保护与传统的继电保护的不同之处就在于其自动调节性，它是指保护系统能够根据电网的运行状况进行适当的调节，从而保证运行参数的准确性和电网工作的最优功效。它能够通过信号的输入对电网的整定数值、动作特点以及逻辑过程给予控制，一旦电网出现故障问题，就会及时的加以保护，减少经济损失，保证人员安全。

2 自适应继电保护的原理

2.1 自适应电流速断保护

众所周知，电力系统继电保护装置要求具有良好的选择性和快速性，一旦发生故障，能够以尽可能快的切除故障元件和设备，减少设备损伤，减小故障影响时间，提高电力系统运行的稳定性。传统的继电保护速断装置的速度不够迅速，技术水平也不高，无法适应不断变化的电力系统故障，虽然其整定值相对合理，但是却无法与实际相连，在系统运行方式最小时，还会造成保护的失效。而自适应继电保护电流速断则可以根据电力系统的运行方式和状态进行实时的改变，保证最优控制。

传统的电流速断保护原理可以表示为Ld=E/Zs+Zd’，其中E表示系统等效电源的电势，Zs是保护安装处到系统等效电源的阻抗，Zd’是被保护线路的阻抗。而新型的自适应电流保护最重要的特点是能够利用微型机的计算和记忆功能，对电流速断保护的数值进行实时的在线计算，也就是说能够让整定值随电网的故障种类和运行情况进行改变，其原理公式如下，I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系统等效电源的电势，Zd’是短路点到保护安装处的阻抗，KK的数值在1.2到1.3之间，Zs是保护安装处与系统等效电源的阻抗，Kd表示故障类型的数据。综上所述，一定要及时准确地测量出Kd与Zs的数据，只有保证测出整定值的正确性，才能判定出故障的主要类型，从而根据不同的故障确定合理的对策。此外，为了进一步分析传统的电流速断保护与自适应电流保护之间的差异，还可以制定出相应的图表进行判断，这样就可以直观准确的看出两者之间的差异，并分析特点优势所在。表格如下。

2.2 自适应过电流保护

过电流保护是指在启动电网的时候，尽量避开最大的负荷电流，进而实现整定的一种保护对策。在电网正常运行的时候，不应该对其进行启动，只有当其出现故障的时候，才能采取相应的措施，从而起到保护的功效。

传统的过电流保护是依照电网发生的故障而实施的原理作业，其原理公式如下，IDZ=KKKkg/KhIHmax’，其中IDZ是电流元件的启动电流，KK选取1.15到1.35之间的可靠数据，Kkg要大于1，Kh则要大于0.85，代表的是电流组件的返回系数。自适应继电保护电流保护原理则是按照当时的负荷电量来进行的电流定值，其数据更加准确完整。假定当时的负荷电流为IH，那么其动作电流整定值就为IIDz=KkKzqIH/Khp，此时的动作时限设定则以离线方式整定，t=Tp/[（I’d/Ip）n-1]，公式中的t代表动作时间，Tp是时间常数，I’d则是流入保护安装内部的电流继电器数值，n在一般反时限的时候取0.02，非常反时限时则取1。

2.3 自适应电压速断保护

由于传统的电压速断运动不带时限，无法从保证选择性上进行出发，其保护处的最低电Ummin整定数值应表示为，U为电压速断的整定数据，E为系统等效电源的数值，Zmmin则为最小运作状态下的系统阻抗。而自适应电压速断保护措施则可以在发生故障的时候运行系统电源侧的综合阻抗，其主要过程如下：1）输入被保护线路参数ZL和KL数值；2）在线实时计算电势E的准确数值；3）发生故障的时候计算系统综合阻抗Zm。

3 自适应继电保护的特点

其实，自适应继电保护并不是一个全新的概念，它发源于20世纪末，简单概括自适应继电保护的特点主要有：1）计算机的发展应用是自适应继电保护手段进行完善和普及的前提；2）自适应继电保护要依赖调度和电厂的自动化；3）自适应继电保护无论如何发展，其关键的安全环节不能遗弃。除此之外，自动重合闸也是实现其进一步发展的基础，在其应用过程中一定要适应实际的发展变化，在保证选择性的前提下，获得最高的灵敏度。

4 结束语

总而言之，自适应继电保护技术在电网中的应用是社会发展和技术进步的必然举措，通过进一步完善其措施技术，加强传统继电保护方式的创新，能够在很大程度上提高电网的运行安全，并保证电力的供应。虽然，目前自适应继电保护技术仅仅应用于几个部分，但是，相信在不久的将来，它一定可以成为新一代继电保护的领军者。

参考文献

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[4]蒋伟绩.自适应继电保护的原理及其应用[J].中国高新技术企业，2007（2）：97-34.

作者简介

梁秀梅，工程师，长期从事继电保护相关工作。