李東亮

【摘 要】繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，被稱為電力系統(tǒng)的安全屏障，對于電力穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行具有重要的意義。本文簡要介紹了繼電保護(hù)裝置的基本構(gòu)成和動(dòng)作過程，并分析了35kV變電站賦予繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)和對繼電保護(hù)裝置性能的基本要求。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)裝置；電力系統(tǒng)；35kV變電站

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，電力需求不斷增大，越來越多的變電站不斷建設(shè)起來。35kV變電站作為我國電網(wǎng)的重要組成部分，其安全性和可靠性是電能能否穩(wěn)定傳輸?shù)闹匾Ｕ稀ｋ娏ο到y(tǒng)在運(yùn)行過程中，會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的原因發(fā)生故障，由電力系統(tǒng)故障引發(fā)事故所造成的損失往往是不可估量的，因而，繼電保護(hù)技術(shù)和裝置的應(yīng)用已成為確保電力運(yùn)行安全和穩(wěn)定的最迫切的任務(wù)。

一、繼電保護(hù)裝置的基本構(gòu)成

通常來講，完整的繼電保護(hù)裝置由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分三個(gè)部分組成。尤其是在微機(jī)繼電保護(hù)裝置中，上述三個(gè)部分更是不能夠截然分離開的。

1.測量部分

測量部分由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、保護(hù)判據(jù)運(yùn)算等部分組成。測量部分是針對測量得到的被保護(hù)對象的相關(guān)電氣量進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與給定的整定值進(jìn)行比較，比較結(jié)果以“是”、“非”、“大于”、“不大于”等邏輯信號的形式表達(dá)，進(jìn)而做出是否需要執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作的判斷。

2.邏輯部分

邏輯部分基于測量部分給定的各輸出量的大小、性質(zhì)及輸出的邏輯狀態(tài)和其出現(xiàn)順序或組合，使繼電保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析和對比，最后確定是否應(yīng)該發(fā)出報(bào)警信號或使斷路器跳閘的動(dòng)作信號，并將相關(guān)的信號指令傳送給執(zhí)行部分。

繼電保護(hù)裝置中常用的邏輯關(guān)系回路包括：“與”、“或”、“非”、“是”、“否”、“延時(shí)啟動(dòng)”、“延時(shí)返回”等。

3.執(zhí)行部分

執(zhí)行部分，即繼電保護(hù)裝置的輸出部分，執(zhí)行部分的任務(wù)是根據(jù)邏輯部分輸出的信號，最終實(shí)現(xiàn)該繼電保護(hù)裝置所承擔(dān)的保護(hù)動(dòng)作。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作過程

對于繼電保護(hù)裝置來說，其動(dòng)作過程可分為啟動(dòng)、判斷和閉鎖三個(gè)階段。

第一個(gè)階段啟動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下，繼電保護(hù)裝置的啟動(dòng)元件會(huì)將各個(gè)出口閉鎖，只有當(dāng)電力系統(tǒng)處于某種故障條件下，相應(yīng)的啟動(dòng)元件才會(huì)具備啟動(dòng)條件，準(zhǔn)備啟動(dòng)相應(yīng)的出口。

第二個(gè)階段判斷，是指在滿足了啟動(dòng)條件的前提下，由繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的邏輯判斷部分進(jìn)行分析和判斷，而此時(shí)起到?jīng)Q定性作用的評判標(biāo)準(zhǔn)，便是前期輸入到裝置中的“整定值”。如果反饋沒有達(dá)到整定值的標(biāo)準(zhǔn)，那么裝置不會(huì)做出任何反映；如果滿足了整定值的要求，則保護(hù)裝置將進(jìn)入最后的閉鎖階段。

第三個(gè)階段閉鎖就是在反饋滿足了保護(hù)裝置整定值的要求的前提下，在對相應(yīng)出口發(fā)出啟動(dòng)指令之前進(jìn)行的對電力系統(tǒng)中一些附加條件的自行判斷的過程，一旦附加條件也得到滿足，跳閘指令將被發(fā)出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作。

三、在35kV變電站中繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)

1.監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀況

35kV變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)了區(qū)域供電的任務(wù)，所以一旦發(fā)生重大故障，將嚴(yán)重威脅該區(qū)域的供電穩(wěn)定和用電安全。而當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置將快速、準(zhǔn)確地向距離故障點(diǎn)最近的上級斷路器發(fā)出跳閘指令，以求盡可能地控制故障的影響范圍，弱化故障對電力系統(tǒng)的影響。因此，在35kV變電站選用繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)該著眼于大局，合理地完成繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、裝置選型和安裝調(diào)試，使整個(gè)電力系統(tǒng)連接成為一個(gè)統(tǒng)一的整體，這樣才能夠確保對35kV變電站及相應(yīng)電力系統(tǒng)進(jìn)行合理、有效地跟蹤和監(jiān)視。

2.及時(shí)反饋電力系統(tǒng)的非正常狀態(tài)

應(yīng)用于35kV變電站中的繼電保護(hù)裝置的另一項(xiàng)主要任務(wù)，即及時(shí)反饋相應(yīng)電氣設(shè)備的非正常運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)相關(guān)的電氣設(shè)備及元器件出現(xiàn)異常狀態(tài)或滿足需檢修的條件時(shí)，繼電保護(hù)裝置將通過通信系統(tǒng)將信息及時(shí)反饋給值守人員，以便做出相應(yīng)處理。

四、35kV變電站對繼電保護(hù)裝置的基本要求

對于35kV變電站，繼電保護(hù)裝置的主要作用是：當(dāng)元器件或外線路發(fā)生有可能危及電力系統(tǒng)運(yùn)行的故障時(shí)，裝置自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，并在一定條件下發(fā)出跳閘指令使相應(yīng)斷路器跳閘，以避免由于故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化而造成更大的損失甚至事故?，F(xiàn)階段我國35kV變電站所采用的繼電保護(hù)裝置需要滿足四項(xiàng)基本要求，即：靈敏性、快速性、可靠性和選擇性。

1.靈敏性

靈敏性所指的是繼電保護(hù)裝置對發(fā)生在其保護(hù)的范圍內(nèi)的任何元器件故障，以及非正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。

應(yīng)用于35kV變電站中的繼電保護(hù)裝置，要對相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行及故障狀態(tài)具有明確的感知、判斷并做出相應(yīng)的動(dòng)作，從而最大限度地控制故障帶來的隱患。一般來說，裝置的靈敏性是要根據(jù)相關(guān)的靈敏度系數(shù)來設(shè)定的，而并非越高越好。

2.快速性

對故障部分迅速地進(jìn)行切除，不但可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少設(shè)備在低電壓狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，也可以減小故障元器件的損壞程度，進(jìn)而避免對電力系統(tǒng)更大規(guī)模的破壞。因而，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)力爭使繼電保護(hù)裝置能夠快速地動(dòng)作，將故障切除。

故障切除的總時(shí)間，等于繼電保護(hù)裝置和斷路器的動(dòng)作時(shí)間的總和。通常情況下，繼電保護(hù)裝置的速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間約為0.02s到0.04s之間，有些裝置可以達(dá)到0.01s到0.02s之間；而斷路器跳閘動(dòng)作時(shí)間通常為0.06s到0.15s之間，比較靈敏的斷路器可能達(dá)到0.02s到0.04s之間。

3.可靠性

針對發(fā)生在電力系統(tǒng)中的各種各樣的故障或非正常模式下運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置要避免誤動(dòng)、拒動(dòng)等情況的發(fā)生，在快速判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否正常的同時(shí)，做出相應(yīng)的正確且可靠的動(dòng)作。

4.選擇性

當(dāng)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置在保證快速和可靠的同時(shí)，要有針對性地對故障段的供電進(jìn)行切除，即選擇距離故障點(diǎn)最近的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行關(guān)斷處理，從而達(dá)到使故障影響范圍盡量縮小、保障系統(tǒng)中沒有故障的部分仍能夠正常工作的目的。

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