电力技术与应用 浅析电力系统继电保护技术 李猛 华北电力大学迁安市电力公司 摘要：继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状况时，利用继电器来保护发电机、变压器、输电线路等电力系统元件免受损坏的措施。 笔者根据多年的电力系统管理经验，对继电保护的运行与应用进行了探讨，仅供参考。 关键词：电力系统 继电保护运行维护 电力系统是用发电装置把自然界中的能 源转化成为电能，然后通过输电、变电和配 电的流程将电能提供给各个用电单位。一般 情况下，电力系统的线路都是处在正常的运 转状态中，但是总会出现一些异常状况（如 送电的减少或停止），如果出现异常状况而没 有及时地进行纠正和更改，它就会逐步发展 成为故障，导致出现电气设备损坏或人员伤 亡的事故甚至整个电网的瘫痪，造成不可估 量的损失。为了能让用电单位获得安全、经 济的电能，电力系统在各个流程和环节上必 须具有相应的控制系统对电能进行控制和保 护。继电保护装置就是为了保护电力系统安 全运行，维持电气设备正常运行的装置，是 确保电力系统安全运行的重要部分。因此， 在电力系统运行中加强对继电保护装置的维 护具有十分重要的意义。 １、继电保护概述 继电保护是电力系统在发生故障或出现 威胁安全运行状况时，利用继电器来保护发 电机、变压器、输电线路等电力系统元件免 受损坏的措施。利用它可以在最短时间内， 自动从系统中切除故障设备，或者发出信号 让工作人员能及时排除故障，从而将损失减 少到最小。 对于继电保护的评价指标是可靠性，表 示在某一范围内，出现故障后，它能给出反 应动作，而在其保护范围内不应有动作出现 时，绝不出现误动作的情况。如果继电保护 装置出现拒动或误动都会给电力系统造成不 可估量的损失。例如，系统如果具有足够的 备用容量、输电线路多、系统内部联系比较 密切，出现误动而切断线路，可能造成的损 失就比较小，但是，此时如果出现拒动，则 会造成巨大的损失。在这种情形下不拒动的 可靠性比不误动的可靠性更重要。如果系统 备用容量小，系统联系比较薄弱，出现误动 而切除线路时则会造成巨大的损失，而出现 拒动时，其它后各保护可动作保护线路，损 失可以比较小。这种情况下不误动的可靠性 比不拒动的可靠性更重要。因此，在实际操 作中，提高拒动或误动的可靠性是矛盾的， 继电保护的可靠性则是平衡误动和拒动之间 的关系。 ２、继电保护发展的现状 电力系统的飞速发展对继电保护不断提 出新的要求，电子技术、计算机技术与通信 技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不 断地注入了新的活力，因此，继电保护技术 得天独厚，在４Ｏ余年的时间里完成了发展 的４个历史阶段。 建国后，我国继电保护学科、继电保护 设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍 从无到有。在大约１Ｏ年的时间里走过了先 进国家半个世纪走过的道路。上世纪５０年 代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、 掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行 技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造 诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍。对 全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指 导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外 先进的继电器制造技术，建立了我国自己的 继电器制造业。因而在６０年代中我国已建 成了继电保护研究、设计、制造、运行和教 学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的 时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚 实基础。 在主设备保护方面，关于发电机失磁保 护、发电机保护和发电机一变压器组保护、 微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高 频保护、正序故障分量方向高频保护等也相 继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的 微机线路保护装置为电力系统提供了新一代 性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护 装置。随着微机保护装置的研究，在微机保 护软件、算法等方面也取得了很多理论成果， 此时，我国继电保护技术进入了微机保护的 时代。 目前，继电保护向计算机化、网络化方 向发展，保护、控制、测量、数据通信一体 化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任 务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革 开放的不断深入、国民经济的快速发展，电 力系统继电保护技术将为我国经济的大发展 做出贡献。 ３、电力系统中继电保护的配置与应 用 ３．１继电保护装置的任务 继电保护主要利用电力系统中原件发生 短路或异常情况时电气量（电流、电压、功 率等）的变化来构成继电保护动作。继电保 护装置的任务在于：在供电系统运行正常时， 安全地。完整地监视各种设备的运行状况， 为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统 发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地 切除故障部分，保证非故障部分继续运行； 当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应 能及时、准确地发出信号或警报，通知值班 人员尽快做出处理。 ３．２继电保护装置的基本要求 选择性。当供电系统中发生故障时，继 电保护装置应能选择性地将故障部分切除。 首先断开距离故障点最近的断路器，以保证 系统中其它非故障部分能继续正常运行。 灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏 系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内， 不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎 样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保 护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。 速动性。是指保护装置应尽可能快地切 除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短 路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电 压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了 有利条件，同时还提高了发电机并列运行的 稳定性。 可靠性。保护装置如不能满足可靠性的 要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障 的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必 须确保保护装置的设计原理、整定计算、安 装调试正确无误；同时要求组成保护装置的 各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简 化有效，以提高保护的可靠性。 ３．３保护装置的应用 继电保护装置广泛应用于工厂企业高压 供电系统、变电站等，用于高压供电系统线 路保护、主变保护、电容器保护等。高压供 电系统分母线继电保护装置的应用，对于不 并列运行的分段母线装设电流速断保护，但 仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解 除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷 等级较低的配电所则可不装设保护。变电站 继电保护装置的应用包括：①线路保护：一 般采用二段式或三段式电流保护，其中一段 为电流速断保护，二段为限时电流速断保护， 三段为过电流保护。②母联保护：需同时装 设限时电流速断保护和过电流保护。③主变 保护：主变保护包括主保护和后备保护，主 保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保 护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电 容器保护：对电容器的保护包括过流保护、 零序电压保护、过压保护及失压保护。随着 继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置 逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发 时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显 神通的局面，但基本原理及要达到的目的基 本一致。 ４、结论 随着电力系统的告诉发展和计算机通信 技术的进步，继电保护技术的发展向计算机 化、网络化、一体化、智能化方向发展，这 对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对 继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡 检其运行状况，及时发现故障并做好处理， 保证系统无故障设备正常运行，提高供电可 靠性。 参考文献： ［１］贺家李． 电力系统继电保护技术的现状 与发展［Ｊ］．中国电力．１９９９（１ Ｄ） ［２］周强．继电保护电力系统中的应用ＥＪ］． 硅谷．２００９（２４） ［３］梁宇．基于电力系统继电保护技术的研 究［Ｊ］．科学之友．２０１ ０（０４） 商品与质量 ２０１３年第７期 １７５
