关于电力系统继电保护的设计与配置

刘志超

摘要：随着经济的发展，社会的进步，我国的电力事业取得了举世瞩目的成就，为生产和生活提供了稳定的能源供应，为保证社会生产和生活的稳定发挥着重要作用。没有了电能供应，社会生产和生活将会陷入瘫痪。所以维持电力系统的安全与稳定在现代社会中有着十分重要的意义。为此，对于电力系统的继电保护也显得十分重要。因此，关于电力系统继电保护的设计与配置应该不断完善，保证电力系统的稳定运行。本文对电力系统继电保护的设计与配置的问题进行了简要探讨。

关键词：电力系统继电保护设计原则配置

随着经济的发展，科技的进步，电力系统也不断更新发展，电力系统发展的新形势对于继电保护也提出了新的要求。另一方面，电子技术、计算机技术、通信技术等先进技术的发展和普及，为电力系统继电保护的发展又注入了新的活力，继电保护的发展呈现出网络化、信息化、智能化的趋势。为此，做好电力系统继电保护的设计与选型工作的重要性更加不言而喻，以便更好地达到保护电力系统的目的。

1电力系统继电保护概述

继电保护是一种能反应电力系统故障和不正常状态，并及时动作与断路器跳闸或发出信号的自动化设备。根据其定义不难看出，其任务主要有两个：其一，当电力系统中的某种电气元件发生故障时，继电保护装置能够自动、及时、有选择性的将发生故障的电气元件切除，防止电力系统中的元件继续受到破坏，从而使没有发生故障的电气元件得以恢复正常。其二，当电力系统中的某个电气元件处于不正常运行状态时，继电保护装置能够及时作出反应，根据实际状况发出信号或者跳闸。而继电保护的工作原理很简单，就是在电力系统发生短路故障时以发生明显变化的参量为依据形成保护，比如继电保护中的过电流保护、低电压保护、距离保护、方向保护、差动原理保护、气体保护等。换句话说，只要将电路发生故障时许多参量与正常运行过程中的差别作为依据，形成某种原理的保护，作为对电力系统的继电保护，参数发生的变化越明显，对于电力系统的保护性能就越好。

继电保护装置主要由测量、逻辑、执行三部分组成。测量部分的工作内容是将输入量与整定值作出比较，得出“是”或“非”的比较结果，作为是否启动保护装置的依据。逻辑部分的工作职能是要根据测量部分的逻辑状态，使继电保护能够按一定的逻辑关系进行。执行部分很简单，就是按照字面意思，根据逻辑部分传送过来的信号，完成保护任务。

2继电保护装置设计的基本要点

继电保护装置设计过程中要遵循选择性、灵敏性、速动性、可靠性这四个方面的要点。首先，设计的继电保护装置应该在电力系统发生故障时能够有选择性地切除故障。换言之，继电保护装置应该在发挥作用时首先要将距离故障设备最近的断路器断开，从而保证电力系统中的其他没有故障部分能够正常运行。其次，继电保护装置在设计时要注意保证装置的灵敏性。所谓的灵敏性就是指继电保护装置对系统内故障以及其他异常工作状况的反应能力，用灵敏系数来表述。继电保护装置在发挥作用时要对保护范围内的故障灵敏作出反应。再次，设计继电保护装置时应该保证该装置的速动性。顾名思义，速动性就是要求继电保护装置能够在电力系统中尽快切除短路故障。当电力系统发生故障时，将故障以最快的速度切除，能够使短路故障点附近的母线电压在最短的时间内降低，从而减少对其他设备的损害。如果将时间控制在0.2s内切除故障，电动机就不会停止转动。继电保护装置的速动性还能不断减少故障电气设备短路时的损坏程度，缩小影响范围，保证电力系统的稳定运行。最后，要想设计出合格的继电保护装置，还需要保证装置的可靠性。可靠性要求继电保护装置能够正确动作，时刻准备着应对电力系统中的故障点。如果继电保护装置不具备可靠性，那么继电保护装置的保护作用就不能得到发挥，更严重的是，保护装置还会将事故扩大。为此，在设计过程中，为了保证保护装置的可靠性，既要确保装置的设计原理、整定计算、安装调试的正确性，又要保证各种应用于继电保护装置中的元器件具有可靠性，质量过硬自不必说，运行维护也要采取合理、得当的措施，从而提高继电保护装置的可靠性。

3关于电力系统继电保护的配置

3.1继电保护配置原则

为了保证继电保护装置能够发挥作用，保护电力系统的稳定运行，在确定继电保护配置方案时，应该充分考虑多方面因素，既要考虑电力设备和电网的结构特点和运行特点，又要将故障发生的概率和危害考虑其中，同时还应该将电力系统的近期发展状况考虑在内，同时也不能忽略经济性和之前国内外的成熟经验。只有综合考虑多方面因素，才能保证继电保护装置配置的合理性，才能为维护电力系统稳定运行作出贡献。为此，继电保护装置在配置过程中要满足电网结构和厂站主接线的要求，并充分考虑电网和厂站运行方式的灵活性。另外，还应做好针对原有系统中的继电保护装置更换改造方案。

3.2纵联保护

纵联保护是电力系统中常用的继电保护配置。所谓的纵联保护，顾名思义，就是借助某种通信通道将输电线路两端安装的继电保护装置纵向联结，将各端的电气量传送到对端进行比较，根据两端电气量的比较结果来判断是否超过线路范围，从而决定是否切断被保护线路。另外，对于220kV的电网应该配置两套完全独立的保护装置，每套保护装置应该配置完整的主、后备保护。两套纵联保护的通道应该遵循相互独立的原则，既要保证两套装置具备独立的传输装置，又要保证两套纵联保护装置具有独立的电源和路由。在通道发生异常时，纵联保护装置应该能及时采取闭锁保护，发出告警信号，在通道恢复正常时，闭锁保护应该自动解除。

3.3后备保护

当同路发生故障时，同路上的保护会在故障发生的瞬间发出信号，同时会断开同路上的电气元件，这种立即采取措施的保护被称为主保护。但是在实际操作中，由于某些原因，主保护在电路中不能发挥作用，然而在极短的时间过后会发生后备保护。后备保护启动后，也会将故障同路断开，从而达到保护效果。此外，值得一提的是，在接地短路中，后备保护应该遵循以下原则：一方面，当接地电阻小于100时，后备保护应该具备可靠、有选择性地切除故障的能力。另一方面，接地距离保护的配置，要以阶段式或反时限零序电流保护为辅助。另外，发生相间短路时，后备保护应进行相间距离保护的配置。

3.4断路器辅助保护

作为主保护和后备保护的补充，辅助保护在单、双母线接线方式的失灵保护与母线保护在同一装置中时可以不出现，失灵保护电流判别元件采取母线保护的电流判别元件。但是在主保护和后备保护退出运行后，断路器辅助保护发挥着重要作用。母线保护与失灵保护分开组屏，断路器辅助保护和线路保护组成一面屏，失灵保护电流判别元件使用断路器辅助保护的电流判别元件。

另外，母线保护、失灵保护、主变压器保护、故障录波器等都是电力系统继电保护配置中必不可少的装置，对于维护电力系统的稳定发挥着重要作用。

4结语

继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，为维持电力系统稳定运行做出了重要贡献，对于保持我国经济持续、高速、健康发展有着重要意义。随着经济的发展，对于电能的需求量更大，维持电力系统稳定更加重要，所以，完善继电保护的设计与配置意义重大，需要不断引进先进科技成果，不断促进继电保护走向自动化、智能化。

参考文献：

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