浅谈供配电系统中继电保护的运用

　　继电保护，是以电力系统的各类故障以及异常工况为对象，以事故的预防和控制为目标的反事故自动化措施。应用继电保护技术，可以在电力系统出现故障或者异常工况时，在最短的反应时间内，对故障进行自动切除，并向电力值班人员发送警报信息，以减少和避免设备问题所造成的电力系统故障。作为一种特殊的商品，电能并不能大量长期储存，其生产、运输和使用过程是同时发生的。在这种情况下，如果供配电系统出现故障，必然会引发非常严重的问题，如停电事故等。在供配电系统中，继电保护装置的作用主要体现在以下三个方面：

　　1.1当电网中出现足以影响设备和电网安全运行的故障时，继电保护能够确保相应的电气设备快速从电网中脱离;

　　1.2当电网出现非正常运行，或者电气设备出现非正常工作状态时，能够及时向电力值班人员发送警报信号，从而在最短的时间内，实现对于故障的快速处理和恢复;

　　1.3能够实现电力系统运行的自动化和远动化，以及工业生产的自动控制。

　　二、继电保护的分类

　　(1)继电保护按保护对象分为：发电机保护、变压器保护、线路保护、母线分段断路器保护、高压电动机保护与高压电容器保护等。(2)继电保护按保护动作性质分为：无延时速断、带延时速断、过电流、反时限过负荷、定时限过负荷、过电压、低电压、低频解列、不平衡电流、不平衡电压、过励磁、失励与自动重合闸等。(3)继电保护按保护作用分为：主保护、后备保护与辅助保护，后备保护又分为远后备和近后备保护。远后备是在主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备是由本电力设备或线路的另一套来实现的后备保护，如变压器差动与后备保护。辅助保护是为补充主保护与后备保护的功能，或主保护与后备保护退出运行而增设的简单保护。(4)非电量保护包括：轻瓦斯、重瓦斯、高压电动机故障与现场工艺故障跳闸等。

　　三、继电保护的四大要素

　　继电保护和自动装置的设计和应用应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、速动性与灵敏性四项基本要求。(1)可靠性是指保护应该动作时动作，不应该动作时不动作。另外还要求继电保护设备本身运行可靠，不发生故障，要有自诊断功能。为保证可靠性，宜选用可能的最简单的保护方式，应采用由可靠元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备和线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。(3)速动性是指保护装置应尽快的切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。(4)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。

　　四、继电保护在供配电系统中的运用

　　在供配电系统中，继电保护装置是非常重要的组成部分，在电力系统的运行中发挥着不可替代的作用。从目前来看，在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，对于电力的需求越来越大，客观上也推动了供配电系统的发展。在供配电系统运行过程中，受各种因素的影响，很容易出现各种各样的故障和问题，其中最为常见，同时也是最为严重的故障，就是各种形式的短路问题。对于电力企业而言，不仅需要采取合理有效的措施，尽可能避免和减少故障的发生，而且还应该设置故障处理手段，实现对于故障的快速准确切除。

　　继电保护装置的存在，能够及时准确地反应供配电系统中存在的电气故障或者异常工况，在检测到故障发生时，能够及时发现，同时有选择性地实行故障的切除，减少故障可能造成的影响，缩小停电范围。在实际应用中，电力工作人员应该充分重视起来，确保继电保护装置的合理性和可靠性，使得在正常工况下，继电保护装置应该可以有效避开设备在正常工作时产生的冲击电流作用，不会出现误动;在故障或者异常工况发生时，继电保护装置应该能够可靠动作，不能出现拒动。

　　通常情况下，当供配电系统发生短路问题时，必然会伴随着电压、电流以及阻抗等的变化，通过对故障和正常运行时这些参数差异性的分析，可以构建不同原理的继电保护，如过电流保护、过电压保护、距离保护等。在实际应用中，一旦输入的参数发生突然变化，继电保护装置的测量部分会通过其与正常参数的对比，确定故障的范围和类型，之后由逻辑部分判断跳开断路器的时间和数量，最后由执行部分发送相应的脉冲信号，实现对于故障的有效切除。这里针对定时限过电流保护进行简要分析。

　　定时限过电流保护，主要是利用继电保护动作时间恒定的原理，依靠时间继电器的整定获得。一般情况下，定时限过电流保护采用的都是直流操作，因此需要设置直流电源。与其他继电保护技术相比，定时限过电流保护不仅简单可靠，而且能够依靠动作时间获得选择性，保证继电保护动作的灵敏度，同时，时限的确定可以由时间继电器进行计算，在整定调试方面比较简单和准确。定时限过电流保护的动作为：当被保护线路出现不同时间短路时，则线路中流过的电流会在极短的时间内迅速增加，从而导致一个或者两个电流继电器动作，闭合动合触点，接通时间继电器线圈，在经相应的延时后，时间继电器触点闭合，接通信号继电器线圈，并以此为基础，接通相应的信号回路，发送短路信号。在接收到短路信号后，出口元件中间继电器线圈接通，并由动合触点接通断路器跳闸线圈，实现对于故障的切除。断路器跳闸时，高压断路器的辅助触点也会随之断开跳闸回路，以缓解中间继电器触点的工作负担。在对短路故障进行切除后，除继电保护装置外的所有继电器都会自动返回到正常状态，也可以根据实际情况进行手动复位。

　　结语

　　总而言之，在当前城市化进程不断加快的背景下，社会对于电力的需求越来越高，对于电力系统运行的稳定性和可靠性也提出了更高的要求。对于电力工作人员而言，应该充分重视起来，从供配电系统的实际需求出发，对继电保护装置进行有效应用，确保其功能的有效发挥，保证供配电系统的运行安全，为我国电力事业的健康发展提供良好的保障。

　　参考文献：

　　[1]王宇彪.继电保护在供配电系统中的应用分析[J].科技创新导报，2014，(28)：58.

　　[2]金鹏.浅谈6kV供配电系统的继电保护[J].广东科技，2010，(2)：135-137.

　　作者简介：

　　孙亮，(1989.9-)，男，，单位：国网山东龙口市供电公司，助理工程师，专业方向;配电专业。