电力系统中的继电保护技术配置及其应用分析

2022.08.28

陆林

摘? 要：随着工业发展中电力需求的增加，电力得到了快速的发展。继电保护是电网当中重要的保护装置，对于电力系统的安全和稳定运行来说具有重要的意义。电子信息技术的发展为继电保护提供了新的技术保障，很多的电力故障都得到了有效的控制，这使得电力系统的运行效率和运行质量都得到了提升。

关键词：电力系统;继电保护技术;配置;应用

中图分类号：TM77? ? ? ? ? 文献标志码：A

1 电力系统中的继电保护技术配置要求

1.1 可靠性

继电保护装置的稳定性需要合理地配置装置和优良的技术性能，除此之外，还需要定时维护和保障。在日常运行当中还要加强在安装调试和整定计算过程中的检查，降低错误的发生概率。除此之外，还需要确保继电保护装置自身质量和运行的条件。这样才能确保在运行过程中面对不同的状况都能够起到相应的保护作用。

1.2 灵敏性

在电力线路运行的过程中，经常会出现金属短路的情况，为了更好地辨别这类短路的情况，从而有效地解决这些情况，就需要继电保护装置具有较高的灵敏性。通常情况下，继电保护装置的灵敏度是由设备的灵敏系数来决定的，较高灵敏系数的设备才能够在短时间内对电力系统当中的短路类型和短路区域进行合理的判断。

1.3 速动性

速动性指的是继电保护装置能够在电力系统发生故障的时候快速将故障部位切除，避免对整个线路造成不良影响。因此，需要确保继电保护装置的速动性，当出现故障的时候需要在0.02 s～0.05 s就能够完成切除，这样才能确保在发生故障的时候不会对整个电力系统造成太大的影响。

1.4 选择性

在识别出电力系统的故障并进行切除的时候需要能够明确故障部分。继电保护装置会先断开靠近故障发生区域的短路器，这样才能确保故障区域之外的部分运行正常。与此同时，为了使相邻线路与设备之间能够有效配合，还需要使继电保护装置的速动性和灵敏性相互配合，完成对故障的处理。

2 电力系统中的继电保护配置方案

2.1 常规保护配置方案

这种继电保护配置方案是通过互感器来实现配置装配。这种配置方案主要包括变压器保护装置和母线保护装置，采用光纤的数据采集结构代替了传统的交流插件，确保了配置方案的灵敏性和速动性。随着继电保护装置的智能化发展，配置方案当中的保护对象成为了单个的间接单元，这样的优势在于可以在较短的时间内实现从常规微机继电保护成为智能保护，但是这种方式由于网络构型比较复杂，因此设备的数量也需要随之增加，这就使得很多变电站的特性无法得到发挥。如图1所示为智能变电站当中的常规保护配置方案图。

在常规保护配置方案当中，变压器与合并单元相互对应，因此继电保护装置能够将变压器当中的差动保护、后备保护以及测量装置当中需要的数据进行搜集，然后就可以将这些信息传輸到二次设备当中。在这个过程当中，智能电压切换元件可以实现母线电压之间的智能切换，从而使得所有的保护测控信息都能够被截图到网络当中。为了进一步确保信息的准确性，还需要构建站控层的网络，但是这会造成网络系统的复杂性，从而导致继电保护技术智能化的程度不高。

2.2 系统保护配置方案

随着继电保护技术的发展，通信技术得到了应用，这使得变电站内的元件可以随时进行信息共享，而为了全面接受继电保护装置的信息产生了全系统保护配置方案。在这种方案中，每一个设备的继电保护都需要保护屏和测控屏共同完成，变电器和线路通常也会有2套不同的保护系统，这二者既可以独立发挥作用又可以实现信息的共享。这使得信息得到了充分的保障，已经成为了继电保护装置的发展趋势。在智能变电站当中的方案图如图2所示。

该配置方案主要包括信息集成和功能集成这2个部分。信息集成主要包含各个间隔单元的数据，通过相邻元件之间的信息可以实现继电保护的目的。功能集成则可以实现元件之间的相互关联，从而实现对电力系统的保护、测控等。系统保护配置方案最大的优点在于实现数据和配置的统一化，在运行的过程中可以不受限于间隔单元，这可以实现设施构建的简化、降低变电站的建设成本和人员的投入。与此同时，这种配置方案使得变电站的二次系统连接方式更加简洁。

2.3 2种配置方案的对比

总的来说，以上2种继电保护配置方案各有各的优点和不足，它们的对比情况见表1。

总的来说，常规保护配置方案目前在我国应用最广泛，它继承了原保护的逻辑和种类，可以对单个元件进行保护，同时，由于运行经验丰富，人们对该方案的了解度较高，因此可以作为数字化继电保护的过渡性方案。但是同时也存在设备数量多、网络系统复杂的情况，因此智能化的水平不高。而系统保护配置方案是继电保护技术结合信息化技术的产物，它可以实现对多个元件的保护，在设备之间进行信息的共享。与此同时，这种配置方案的设备数量较少，结构比较简单。但是也存在对造价较高、运行经验较少等不足。

3 电力系统中的继电保护技术的应用

目前电力系统的继电保护技术已经被广泛的应用到工业生产和企业内部的变电站当中，与此同时，在供电系统的电容器和电力线路保护当中也发挥了重要的作用。具体来说，目前我国电力系统当中的继电保护技术主要被应用于3个方面。1）用于线路保护当中。一段式指的是通过电流的速断来实现对设备的保护;而二段式则是能够在设定的时间内完成速断从而实现设备的保护;三段式则是对过电流的保护。线路保护通常是采用二段式或者三段式来进行保护。2）应用于主变保护当中。这种保护主要可以分为主保护和后备保护这2种类型。主保护主要是对变电器的差动保护和对重瓦斯情况的保护;后备保护主要是对负荷电压的过流进行保护。3）应用于母联保护当中。当使用母联保护对设备进行保护的时候需要与线路保护相结合，从而确保变压器能够稳定运行。第四则是应用于电容器的保护工作当中。这种保护方式通常会在电路系统发生失压、过压、过流、零序电压等情况的时候对系统和设备进行保护。

4 结语

总的来说，随着社会的发展和科技水平的提升，电力系统只有更加稳定和高效的运行才能满足实际的工作需要。因此为了更好地适应这一趋势就要对继电保护技术进行不断的完善，确保电力系统的顺利运行。

参考文献

[1]丁修玲.基于信息流的智能变电站继电保护可靠性分析模型与评估研究[D].华南理工大学，2014.

[2]张棋，李文娟.500kV智能变电站继电保护配置设计方案分析[J].企业科技与发展，2018（9）：99-100.