关于高压电网继电保护原理及技术分析李凤环

关于高压电网继电保护原理及技术分析李凤环

李凤环

关键词：高压电网；继电保护原理；技术分析

1导言

高压电网继电保护是电力行业发展过程中的一个重要内容，随着我国电力行业的不断发展，我国对高压电网的继电保护技术的研究越来越深入，这对于高压电网的稳定运行有很大的帮助。我国高压电网继电保护技术经过研究和发展，当前在电力系统中的应用变得越来越广泛，有助于提高电力系统的运行管理水平，尤其是在现代电力技术的发展过程中，还加强了很多其他新技术的研究，比如在高压电网继电保护中大量应用了神经网络和全球卫星定位系统，效果显著，使得高压电网的继电保护研究朝着信息化、网络化、智能化的方向发展。

2高压电网继电保护技术发展现状

当前阶段，我国高压电网继电保护技术研究不断深入，针对不同电网结构实行不同形式的继电保护。例如水电厂和火电厂都采用电磁形式继电保护，配电线路方面采取普通的电磁型电流保护。目前，大多数的继电保护都采取信息智能化系统，通过计算机、网络控制继电保护系统实现其与现代化技术的完美结合，有效的拓展了继电保护技术的应用和作用。但是，高压电网几点保护还存在较多问题，下面进行详细分析。

3高压电网继电保护基本原理分析

对于高压电网的继电保护而言，装置应具有以下功能：对被保护元件所处状态进行区分，确认是否存在故障，若存在故障还应区分故障属于区外还是区内。要实现这样的目标，应将电网故障发生前和发生后的物理量改变作为依据。高压电网在产生故障以后，工频电气量发生的变化具有以下显著特征：1）电流明显增大。发生短路后，电源和故障点存在的设备与线路电路会从负荷电流快速增加到远超负荷电流；2）电压明显降低。如果高压电网中有相间短路或接地短路，则电网上各个点的实际相间电压都会大幅降低，而且与短路点越近，下降越多；3）电压和电流的相位角发生变化。在高压电网正常运行过程中，电压和电流相位角实际上是负荷对应的功率因数角，通常在20°左右。而在有三相短路故障发生后，相位角将取决于阻抗角，因此增加到60°－85°，此外在保护反方向三相短路情况下，相位角将在此基础上＋180°；4）测量阻抗出现明显变化。对于测量阻抗，实际上就是测量点的电压和电流比值。在正常运行状态下，这一阻抗就是负荷的阻抗，而发生金属性短路故障时，将从负荷的阻抗改变成线路的阻抗，数值上明显减小，但阻抗角会有所增大。当有不对称短路故障发生时，会产生相序分量，若存在两相短路或单相接地短路，则会有负序电压分量及负序电流；在单相接地的情况下，将出现负序及零序电流与电压分量。当运行状态为正常时，上述分量均不会出现。

4高压电网继电保护中存在问题

4.1高压电网电流感应器不稳定

高压电网继电保护系统发展过程中，随着短路电流的不断增大，高压电网出口处的电流有时会达到电流感应器额定电流的几十倍，这时，电流感应器产生的误差相对较大，有可能导致电流感受器的灵敏度降低，在低电流速断保护时产生拒绝动作，进而影响电流感应器稳定性，导致电流感受器故障。在高压电网线路短路时，电流感应器故障会导致测得电流变小，甚至无法测出，这种情况会导致定时限过流保护装置拒动。如果此类线路故障需要依靠母联断路器保护系统来解决故障，会导致故障时间变长，故障范围变大，进而造成变现站进线保护动作开启，使得变电站整体停电。

4.2高压电网开关系统稳定性差

高压电网继电保护开启时，开关系统由于继电保护开关操作的互联性，容易导致开关系统失灵，失去保护作用。主要原因在于开关运行时间过长，继电保护的可靠性和稳定性不断下降，加之机械部件老化，反应速度较慢，弹簧系统等稳定性差等，间接造成高压电网开关系统越级跳闸。

4.3高压电网继电保护人员素质不高

高压电网继电保护系统对整个电网运行来所具有重要作用，继电保护技术人员的工作技术水平影响整个高压电网继电保护的稳定性。高压电网继电保护过程中出现失误跳闸或越级跳闸主要是因为工作人员对继电保护系统维护不全面造成的。当前阶段，随着计算机网络系统加入到高压电网继电保护中，对技术人员的技术水平要求也越来越高，在高压电网模拟实验中更需要严谨的态度和正确的判断，因此，高压电网继电保护人员技术水平和素质不高是急需解决的问题之一。

5高压电网继电保护技术研究

5.1继电保护组成

1)测量比较部分：对被保护元件各项物理参量进行测量，同时和给定值实施对比，以对比结果为依据。发送相应的逻辑信号，以此确定是否需要启动保护装置。2)逻辑部分：使保护装置能够按照某种逻辑关系进行故障判定．再确定后续的动作．同时向执行机构发送指令。3)执行输出部分：以逻辑部分发送的指令为依据，实施保护装置所有任务。比如在故障发生时动作于跳闸，异常时发出相应的信号等Ⅲ。

5.2工作回路

要使继电保护发挥正常功能，不仅需要必要的继电保护装置，而且只有依靠回路正确工作，才可以顺利完成以下任务：正常运行时不动作；运行异常时发出信号；故障发生时断路器跳闸。对于工作回路，主要包括：对一次电力设备所属电流和电压进行转换，得到可供二次设备运行的电流与电压。

5.3基本任务

1)在没有人员操作的情况下快速且有选择的对故障元件进行切除，防止该元件继续受到破坏，并与电网隔离。避免对其它完好的元件造成影响，其它正常的部分仍能持续运行；2)对电气元件所处运行状态进行实时反映，同时以运行维护实际条件为依据直接动作于信号。为值班人员及时正确的处理创造便利，或者是使用相应的装置完成自动调整。也可以对那些一旦运行就有可能造成损坏的设备进行切除。这一情况下通常无需保护立即动作，但要以电网和各元件实际危害程度为依据，确定合适的延时，防止暂时波动引起干扰或动作导致装置误动；3)对于继电保护装置，它能和电网当中其它类型的自动化装置相互配合。如自动分合闸装置，在外部条件允许的情况下，通过对预定措施的正确实施，尽可能缩短因故障造车的停电的时间，以最快的速度恢复正常供电，保证电网供电可靠性。如果电网产生可以对设备造成损坏。或是对电网安全有较大威胁的故障，可以使被保护元件、设备立即从电网中脱离。当电网运行异常时，能发出相应的警报信号，为迅速处理创造便利，使之尽快恢复。使电网实现远程化与自动化，推动工业生产自动控制发展。

6结语

随着电力行业的不断发展，高压电网保护技术的研究越来越深入，高压电网继电保护技术是确保电网安全稳定运行的基础。随着高压电网对继电保护的要求不断提高，在未来的发展过程中，应该要加强继电保护技术的不断深入研究，微机化、网络化、智能化都是高压电网继电保护技术不断发展的方向，做到防患于未然，对高压电网进行全面的保护。

参考文献

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