摘要： 隨著(zhù)電力系統的高速發(fā)展，電網(wǎng)規模日益壯大，電力系統網(wǎng)絡(luò )結構更顯復雜，提高電力系統的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保電力系統安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動(dòng)作的正確性將直接影響整個(gè)系統的安全穩定運行，稍有不慎就會(huì )導致事故的發(fā)生，只有 對繼電保護裝置進(jìn)行定期檢驗和維護，按時(shí)檢巡其運行狀況，及時(shí)發(fā)現故障并做好處理，才能保證系統*設備正常運行，提高供電可靠性。 繼電保護裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩定運行的重要設備,是電力系統*的重要組成部分,是電網(wǎng)安全穩定運行的第三道防線(xiàn)。

一、什么是繼電保護

研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼 電器來(lái)保護電力系統及其元件(發(fā)電機、變壓器、輸電線(xiàn)路等) ，使之免遭損害，所以也稱(chēng)繼電保護?；救蝿?wù)是：當電力系統發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現的短時(shí)間和小區域內，自動(dòng)將故障設備從系統中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工 況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

二、基本原理

繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實(shí)現這一功能，需要根據電力系統發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來(lái)構成。

電力系統發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

(1) 電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設備和輸電線(xiàn)路上的電流將由負荷電流增大至大大超過(guò)負荷電流。

(2) 電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。

(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時(shí)電流與電壓 間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為 20°，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角是由線(xiàn)路的阻抗角決定的，一般為 60°～85°，而在保護反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相 位角則是 180°+(60°～85°)。

(4) 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(diǎn)(保護安裝處)電 壓與電流之比值。正常運行時(shí)，測量阻抗為負荷阻抗;金屬性短 路時(shí)，測量阻抗轉變?yōu)榫€(xiàn)路阻抗，故障后測量阻抗顯著(zhù)減小，而阻抗角增大。

不對稱(chēng)短路時(shí)，出現相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現負序電流和負序電壓分量;單相接地時(shí)，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時(shí)是不出現的。

利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護。

三、繼電保護重要性的體現

1、對繼電保護的基本要求、繼電保護裝置必須具備以下 5 項基 本性能: (1)、安全性.在不該動(dòng)作時(shí),不發(fā)生誤動(dòng)作. (2)、可靠性.在該動(dòng)作時(shí),不發(fā)生拒動(dòng)作. (3)、快速性.能以短時(shí)限將故障或異常消除. (4)、選擇性.在可能的小區間切除故障,保證大限度地向 *部分繼續供電. (5)、靈敏性.反映故障的能力,通常以靈敏系數表示.選擇繼電 保護方案時(shí),除設置需滿(mǎn)足以上 5 項基本性能外,還應注意其經(jīng)濟性. 即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費,還必須考慮因裝置不完善 而發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)對國民經(jīng)濟和社會(huì )生活造成的損失.

2、隨著(zhù)電力系統容量日益增大,范圍越來(lái)越廣,僅設置系統各元 件的繼電保護裝置,遠不能防止發(fā)生全電力系統長(cháng)期大面積停電的嚴 重事故.為此必須從電力系統全局出發(fā),研究故障元件被相應繼電保 護裝置的動(dòng)作切除后,系統將呈現何種工況,系統失去穩定時(shí)將出現 何種特征,如何盡快恢復其正常運行等.系統保護的任務(wù)就是當大電 力系統正常運行被破壞時(shí),盡可能將其影響范圍限制到小,負荷停 電時(shí)間減到短.此外,機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全 生產(chǎn),特別是大機組和大電力系統的相互影響和協(xié)調正成為電能安全 生產(chǎn)的重大課題.因此,系統的繼電保護和安全自動(dòng)裝置的配置方案 應考慮機、爐等設備的承變能力,機、爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統安全經(jīng)濟運行的實(shí)際需要.為了巨型發(fā)電機組的安全,不 僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障預測技術(shù)。