论继电保护在传统电流保护中的应用

田遐

（广东电网公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

引言

电力系统继电保护是在电力系统发生故障时，可以及时发现和判断电力系统中的运行故障的位置，并自动的切断故障部位的电路，以达到保护整个系统不受短路影响而产生各大的安全事故的一种防护措施，虽然不直接参与电力系统的运行，但同时是电力系统运行过程中不可缺少的环节。随着科学技术的发展以及电力系统的不断升级和发展，继电保护装置自身的运行技术和系统也得到了很大的发展，由传统的继电保护装置发展为现代的微机型也就是计算机继电保护装置。

自适应继电保护是计算机技术应用于继电保护装置后的一个最重要的系统改进成果。自上世纪八十年代提出以来，得到了学界的广泛关注和认可，因为其应用的灵活性和先进性更加适用于现代的复杂的电力运行的监控和管理。自适应继电保护的基本思想是使继电保护装置尽可能的智能化，以适应系统的各种运行要求，达到根据电力系统的运行变化调整自身的运行的目的。这种调整可以更好的配合电力系统的各种情况下的运行，做到更加全方位的运行状态的监控。虽然国际上对于该技术的应用已经非常广泛，但是该技术还存在着很大的发展和完善的空间，特别是我国在自适应技术的研发和应用均处于起步阶段，和发达国家仍有很大差距，需要我们电力工作者的共同努力，下面笔者就自适应继电保护系统的各个方面的功能和作用的发挥与传统继电保护系统的对比，来分析自适应继电保护系统的工作原理以及优势特点。

1 自适应电流速断保护

电力系统继电保护的基本要求包括选择性和速动性。所谓选择性就是在检测到电力系统的运行故障时能够技术准确的判断出要切断的电路线路，速动性就是在这一切断的过程中的效率。一般情况下我们要求一个优良的继电保护装置要同时具备这两种特征，但是在实践中二者的操作还是会有一个优先的选择顺序的，一般情况下，大型的变电站遇到故障的问题时，会优先选择继电保护装置的反应速度。

传统的速断装置是在离线状态下，假定工作在最大运行方式下，线路末端发生短路时确定出整定值并让设备依据这个值来进行保护工作。随着电力系统的不断发展，电网结构越来越复杂，电力系统的运行规模也越来越大，这种情况下传统的继电保护装置已经不能满足供电中的运行监控的要求了，而且电力系统一直处在不断地变化之中，致使电力系统故障也较传统的电力系统增多，且发生的形式逐渐多样，这使得传统的速断保护装置显得力不从心，必须用一种更适合的继电保护系统予以取代。一方面，整定值虽然相对合理，但是实际操作有其复杂性和不可预测性，导致实际运行状态与预先的设定有所出入，这种误差也必将导致保护装置不能处于运行的最佳状态；另一方面，整定值是假设工作在最大运行方式下得到的，但是系统的运行不能够时刻保持在最大的运行方式下，甚至经常会出现运行方式的最小方式，这种时候，传统的继电保护装置对于电力系统的运行保护就可能部分甚至全部失效。

自适应电流速断保护出现以后就显现出它独特的优势，即它的特点是可以根据电力系统的运行方式和故障状态实时改变保护性能和整定值。这种可调式的灵活性就性根本上解决了保护装置在运行中的上述问题，不仅扩大了保护范围，还能保证各种运行状态下的正常工作。

1.1 传统电流速断保护原理

根据电力系统短路分析，当电源电势一定时，三相短路电流可以表示为一个串联的整体，这意味着一旦三项短路电路同时发生，传统的继电保护装置只能针对其中的一项或者两项进行反应，通过对大量的实际情况的总结和计算，我们统计出一般情况下的传统继电保护装置的反应只针对其中一项电流。所以，传统速断保护的不足在于实际的保护范围总是小于最大运行方式下的保护范围，这就大大的限制了传统的继电保护装置的应用范围，另外，传统的继电保护范围受系统运行方式的影响很明显，不能灵活的随着各种电力系统的具体情况调试自己的监控和排查功能，轻则造成监测效果降低，严重时甚至会出现保护范围为零的情况，这种情况无论对于电力系统的维护和运行都是非常不利的，存在着非常大的安全隐患，必须在以后的系统升级中及时的解决和处理掉。

1.2 自适应电流速断保护

自适应电流保护的优点是利用微型机的计算和记忆功能，在线计算出电流速断保护的整定值，即让整定值随着运行方式和故障类型的变化而变化，恰好解决了传统电流速断保护的问题。

实践中我们了解到，自适应电流保护的保护范围与故障类型无关，这大大的提高了继电保护装置的发挥功能的范围，突破了传统的继电保护装置的限制，实践中我们也发现了自适应继电保护装置的另一特性，即自适应的电流是随时间变化的，且它的大小取决于阻抗的大小，并能够使保护总是处在最佳保护的状态，这无疑给我们的巡检工作带来了非常大的便利，有助于我们观测自适应继电保护装置的各项指标情况，以及根据电流的检测推算出运行中阻抗的大小。

2 自适应过电流保护

过电流保护通常是指其启动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护。它在正常运行时不应该启动，而是在电网发生故障时，能随着电流的增大而反应。在一般情况下，它不仅能够保护本线路，而且能够保护相邻线路，以起到后备保护的作用，这也是传统的继电保护装置所不具备的新功能，传统的继电保护装置只能针对自己的所处线路的问题进行解决，无法兼顾周围的相邻线路，而致使一些故障的预防和排除的不彻底，但是自适应继电保护装置就克服了这一缺陷，做到了全面的电流保护。

2.1 传统过电流保护

过电流保护是根据在电网发生故障时短路电流增大的原理动作的。为了保证在非故障情况下保护误动，以免干扰电力系统的运行，传统过电流保护要调整最大负荷量。因为传统的过电流保护是按躲过最大负荷电流进行整定，在区外故障切除后继电器应能可靠返回，且要考虑电动机自启动系数。所以，过电流保护的保护范围受系统运行方式、负荷变化、返回系数及自起动系数的影响，使它的保护范围大大减小，无法达到良好的过电保护的效果。

2.2 自适应过电流保护

自适应过电流保护为克服传统保护的缺点，要求按照当时的负荷电流来整定动作电流的定值；动作时限按反时限特性在线或离线整定，基于自适应继电保护装置的定值功能，不仅能解决了运行中的智能反应问题，还解决了对电流的保护的范围的问题。另外，自适应过电流保护可以使保护装置随系统运行方式、负荷的变化实时调整动作电流定值，当故障电流大于整定电流时，保护启动，再用故障电流，计算出动作延时，经过动作延时使保护动作切除故障。

由此可见，自适应过电流保护可以通过对负荷电流的实时监测，随时调整动作电流整定值及动作时限特性，使保护处于最佳动作状态。

结束语

综上所述，自适应的电流保护是一种吸收了先进的科学技术，并结合传统继电保护装置的优秀性能的一种新型的继电保护系统，可以更好的为现代的电流系统的故障检测和排查服务，从而更好的服务于我国的电力系统的建设事业。

[1] 郑海坤.浅谈继电保护应用中存在的问题与改进措施[J].机电信息，2011-12-25.

[2] 黄斌.基于MS.NET的多层分布式继电保护应用软件研究[J].四川大学，2006-04-30