孔祥安
（广东立胜综合能源服务有限公司）
摘要：电力资源已经成为了人们日常生活及生产过程中不可或缺的一个组成部分，这在推动电力企业发展的同时也给企业带来了较大压力，原因在于高需求必然会影响系统的稳定及安全运行，因此当前需要通过继电保护加以处理，文中就对继电保护技术进行了介绍，并对其在母线、接地保护等多个方面的应用进行了详细探讨。
关键词：电力系统；继电保护器；安全性；稳定性
1继电保护装置
1.1运行特点
继电保护装置能够在电力系统故障时及时传递信号，并控制其他设备，将故障的影响局限在一定范围内，并且还能切除故障。如图1所示的继电保护器结构。此外，继电装置在运行时也会出现问题，主要包括两种形式。
图1 继电保护器结构
（1）拒动故障，即未能在系统出现问题时及时发出信号并切断故障。
（2）误动故障，主要指保护装置出现信号或动作报错的现象。这主要指的是传统的保护装置，当前所研究出的继电装置具有自动化特点，能够实现电力系统的全面监测，获取最具时效性的信息，掌握各类设备在运行过程中的参数，并且能够远程监督与控制设备。
1.2基本要求
为了确保电力系统始终处于稳定运行的状态，继电装置必须符合以下几个方面的要求：
（1）选择性
即在系统异常时必须准确判断故障位置并选择性切除，以免影响其他部位。
（2）灵敏性
即明确自身所涵盖的保护范围，仅反应自身所负责的区域，确保能够及时动作。
（3）速动性
即必须立即对故障做出反应并加以切除，以免故障因得不到处理而演变为更大的问题，影响系统其他部分。
（4）可靠性
其是最为基本的一项要求，否则保护装置就难以对系统故障做出反应，这样就会导致故障的影响范围持续扩大，最终导致整个系统出现问题，在这种状况下必然会造成不可估量的损失。
2继电保护技术在电力系统中的具体应用
2.1线路接地保护
电力系统线路极其复杂，接地方式差异较大。主要可分为大电流与小电流两种不同的类型。针对前种接地方式，处理故障的方式是切断电源，后者则是根据继电装置所发出的警报信号加以判断，在系统能够运行的有限时间内尽快进行处理。当电流接地系统单相接地时可将线路看作A相接地，接地点流经B、C相电容及零序电流，相关人员在分析后A相处于无压状态，故障电流压降为，根据B相电压可得出，，此种状态下的小电阻电压极小，可直接忽略。三相电压的线电压值呈对称状态，大于相电压值，约为后者的倍。在具体计算的过程中可选择对称分量法，并且可推断各相电流方向相同。因此在故障时A相接地，进而使得线路和接地两种类型的故障同步跳闸。应结合接地故障的类型选择相适应的保护措施，主要包括以下几项要点：
（1）零序功率，接地故障发生时功率方向会产生变化，电流较为平稳，波动不会过于剧烈，这样不仅能预测故障，并且可保护系统。
（2）零序电流，其在系统线路故障时会在短时间内急剧增加，这时继电保护能够及时切断电源。
（3）零序电压，其主要产生于系统接地故障发生的过程中，需要根据继电装置的警报信号加以处理。维护人员必须详细观察电压表，根据显示数值加以判断，了解故障特点。通常情况下，电压数值低于正常值时表示发生了接地故障，应尽快加以处理。
2.2变压器继电保护
变压器的保护主要包括以下几项要点：
2.2.1短路保护
其又可分为阻抗与过电流两种不同的形式，前者主要是阻抗元件在发挥作用。元件会根据运行时间的长短决定是否需要切断电源，这样就能够达到保护电压器的目的。后者主要指的是在电流元件中安装继电装置，电流元件会根据运行时间决定是否需要切断电源。
2.2.2瓦斯保护
如果变压器油箱的温度与正常状态偏差较大，则会导致绝缘材料和油气分解，此时便会产生具有毒性且危害较为严重的气体，因此需要通过瓦斯保护的方式启动保护装置，及时切断电源并发出警报信号，促使维护人员能够尽快发现故障并加以处理。
2.2.3接地保护
需要根据变压器是否接地进行针对性处理，在未接地的状况下选择零序电压，接地时则应选择零序电流。
2.3发电机继电保护
发电机与电力系统的运行质量密切相关，因此对发电机进行继电保护是十分必要的，具体来说，该设备的继电保护主要包括两项要点：
2.3.1重点保护
当发电机短路时故障部位的温度会高于正常值，导致绝缘层被损坏，因此需要在匝间安装继电装置，确保定子匝间能够始终处于稳定运行状态，降低故障发生的概率。此外，如果单相接地电流出现偏差，则需要通过继电装置结合中心点与相位，达到纵联差动保护的目的。
2.3.2备用保护
主要保护形式为过电压，其能够避免设备被击穿，尤其是负荷较低时。此种保护方式能够避免短路故障损坏发动机，并且可在低负荷状态下自动切断电源，通过警报的形式反馈给维护人员，促使人员能够及时处理故障。
2.4母线继电保护
母线保护分为两种不同的类型。
（1）相位对比保护，此种方式能够使母线更加可靠。
（2）差动保护，操作方式是在母线元件上设置互感器，连接端子与绕组后可安装继电装置，安装位置为母线差动部分。
针对大电流与小电流两种不同的接地方式，在连接过程中分别采取的是三相与两相的方式。
某变电所操作人员恢复运行试验后的220kV互感器，在具体操作的过程中首先合上了一次隔离开关，但在合总开关时直接跳开，使得正在处于运行状态的220kV保护没有了电压，检查后发现仅有220kV付母有电压，而母线开关及二次回路则处于断开及未联络状态，但相关人员用万用表测量后的结果显示正母A相存在电压，并且与付母A相完全一致，因此可推测正付母A相电压被切换接点联络，经确认后确定切断接点接通，进而实现了正付母电压的联络，导致付母向正母一侧反充电，这是总开关跳开的直接原因，之后在更换切换插件后回归正常运行状态。
3继电保护在电力系统应用中的故障检测方法分析
以小电流接地系统为基础的故障检测方法实际效果突出，主要从以下两点实现：
（1）空间电磁场探测单相接地故障支路，一旦发现单相接地故障，电气量会出现明显变化，如果是永久性的接地，电压表三相值不同，接地相电压明显下降；间歇式接地，电压表的指针会明显波动。如果是接地点周围磁场变化，单相接地故障则表现为前向、后向支路异常，非故障支路同样存在异常，零序电压支路随之变化。通过零序电场和磁场分布情况调查，确定故障点位置，寻求合理措施及时改进。
（2）故障支路识别和故障接地相，小电流接地系统单相接地下，可能出现多故障暂态问题。建立数学模型来计算电压、电流，预测电流畸变量，接地点的电压、电流信号进行小波变换处理，最终获取频谱图像，确定电流故障特征基础上确定故障位置。
4继电保护技术的发展方向
4.1网络化
网络化是指继电保护环节充分使用计算机技术，将继电保护内的各种信息通过信息系统保障共享效果和质量。继电保护中安全技术的网络化趋势，可以不断提高继电保护效果和水平，也是微机继电保护装置（如图2所示）进步的必然趋势。在网络继电保护中，分站保护有非常显著的作用，包括原本的计算机保护平台和新建的电脑保护平台。在具体保护中，各种性能都可以通过管理系统得到体现，全面发挥优势，提高变电运转的安全性和稳定性。
4.2一体化趋势
一体化趋势主要是通过计算机和网络系统改进和优化继电保护运行，一般继电保护技术把继电装置比喻为一个终端。在系统运转时，利用计算机和网络技术实现资源共享，从而更好地保障电网运转质量，维护系统的稳定性。每种微机保护器均具有继电保护作用，可以将在保护环节产生的信息输入计算机。因此，在一定程度上，继电保护技术一体化趋势可以维护、控制、检测和信息通信的综合化。同以往保护形势比较，这种安全技术的优势更加显著，在运行时无需区别各专业，因此其一体化特征也得到了全面应用。
图2 微机保护装置
5结语
总而言之，目前社会各界对电能需求量较高，导致电力企业的规模在持续扩大，并且市场中电力企业的数量也在持续增加，而在这种状况下企业的管理难度也相对提高，因此需要合理应用继电保护技术，掌握该项技术的原理及应用标准，促使各类故障能够在短时间内得到处理。
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论文作者:孔祥安
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：故障论文; 继电保护论文; 电流论文; 继电论文; 电压论文; 电力系统论文; 系统论文; 《河南电力》2018年19期论文;