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电气设备继电保护相关技术发展研究石磊

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：石磊

[导读] 摘要：继电保护技术在电力系统的发展中应运而生，为电力系统的发展做出了巨大的贡献，在进行继电保护的过程中应该优先考虑大型的电力设备，合理的安装继电保护装置，还要考虑到电力系统的实际需要。

        （海洋石油工程股份有限公司天津 300452）
        摘要：继电保护技术在电力系统的发展中应运而生，为电力系统的发展做出了巨大的贡献，在进行继电保护的过程中应该优先考虑大型的电力设备，合理的安装继电保护装置，还要考虑到电力系统的实际需要。近几年，我国的继电保护技术发展的较快，但是在科学技术发展日新月异的今天，我国还要不断的完善继电保护技术，研究与继电保护相关的技术，让继电保护技术朝着一体化、智能化、信息化的方向发展，推动我国电力系统的不断进步。
        关键词：电气设备、继电保护、技术
        引言
        我国如今电力系统已经成为社会经济发展的主引擎。继电保护技术应运而生，为电力系统的的稳定发展做出了巨大的贡献。但就目前来看，我国的继电保护工作并不完善，继电保护系统还存在着局限性，不能充分满足实际运行的需要。为了进一步建设稳定的电力系统，保障企业的稳定运行，保障人民的生活，我们应继续不断研究并完善继电保护技术，使我国电力系统不断进步、完善。相信在科技发展日新月异的今天，通过各种精尖人才与工作人员的齐心协力与不断努力，未来的继电保护技术将会越来越好。
        1电气继电保护概述
        继电保护是当电力系统中的设备、线路发生在运行中发生故障或事故时，能够及时发出预告报警信号、同时发出断路器跳闸指令，迅速切除故障、防止事故扩大的一套综合保护系统，它的组成主要由测量单元、控制单元、判断元件、执行元件等几部分构成。继电保护主要分为传统型继电保护和微机型继电保护。传统型继电保护主要由CT、继电器、线圈、跳合闸控制回路及信号指示等组成。微机型继电保护主要由CT、微机保护装置、线圈、控制回路组成。如今随着微机继电保护的快速发展，继电保护装置同时具有了保护、测量、控制、通讯等功能。
        2电气主设备中继电保护的特点和作用
        如今，继电保护系统主要采用有触点的继电器来监测和保护变配电设备、输电线路和大型用电设备，同时采用分级保护原理，通过设定不同级别的整定值，可以起到保护整个电力系统的作用。通过电气主设备的继电保护装置，可以对电力系统的稳定性进行实时监测，如果电力系统发生接地或短路故障，则继电保护装置将会发出故障报警，同时，继电保护能够迅速切断故障线路或设备，防止故障扩大化、缩小故障范围。因此，在电力系统中，对继电保护的灵敏性、迅速性、可靠性要求很高，这样才能够对故障做出迅速反应，除此以外，还要具备选择性，自动、准确地对故障线路或器件进行切断处理，防止故障扩大化，维护系统稳定，同时为维修提供便捷条件。因此，对电力系统来说，继电保护是必不可少的。
        3继电保护常见问题
        3.1继电保护的内在问题
        继电保护装置是由主板、通讯板、输入输出板、电源板等组成，其内部采用插槽连接，个别连接板采用螺钉固定，在运输及安装过程中，如果螺钉松动、甚至掉落到内部时没有及时发现，将可能造成继电保护装置异常。此时如果电力系统发生异常，则继电器保护将会失灵，无法起到警报作用，甚至可能发生误报警、误动作。另外，如果继电保护装置的保护定值设置不当，发生故障时将会导致越级跳闸，造成事故扩大，给电力系统造成很大的影响。因此，在一般情况下，配电所线路中的进线、出线断路器之间存在时间延时，通常约为0.05s。除此以外，继电保护系统存在多种不同的线圈时，可能会出现线圈磁损耗增大、线圈接线松动等问题。
        3.2励磁涌流引起的保护动作离散度大、保护动作延迟问题
        继电保护装置在设定值计算中通常使用两折线和三折线、采样值等。当在线路或设备发生故障时，继电保护装置通过分析线路中的励磁涌流波形、负载电流波形来判定是否为故障。如果发生短路故障，线路中的电流存在多种励磁涌流波形和电流波形，将会导致保护动作离散度大、甚至保护动作延迟等问题。

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        3.3触点问题
        继电保装置在运行中进行负荷通断切换时主要通过继电器触点来完成，也就是说，触点是继电器的一部分，其正常与否将会影响继电器的可靠性能。如果触点有松动、损坏等问题，那么继电器的切换无法正常进行，继电保护的动作指令无法执行，造成保护装置误动作。一般来说，继电器触点松动、损坏的重要原因是由人员操作不当、簧片和触点不吻合等造成。除此以外，触点的材料过硬、触点承受较大的压力等也会导致其松动，进而影响到整个继电保护装置的性能。
        3.4电流互感器饱和
        继电保护系统中，电流互感器的选型相当重要，必须根据设计容量选择合适的电流互感器。电路中的电流与电力系统规模、系统的运行方式等有关。如果电力系统规模过大，使系统中电流超过电流互感器的额定电流，将会造成电流互感器饱和，造成继电保护系统误动作。电力系统在正常运行状况下，电流互感器处于非饱和状态。如果系统发生短路故障，回路中电流剧增，由于短路电流含有较多的非周期分量，容易造成电流互感器饱和。电流互感器在饱和状态下，对二次侧电流的检测水平极大降低，从而引发拒动、误动故障。
        4电气设备继电保护的相关技术
        4.1变压器的继电保护技术
        变压器在变电系统的发展过程中起着调节电压的作用，是电力系统在发展中的重要组成部分。变压器的继电保护主要包含变压器差动保护、瓦斯保护等。变压器差动保护是变压器的主保护，主要根据变压器两侧电流之间的关系来进行保护，这种保护方式需要变压器两侧电流互感器选择适当，从而保证差动保护正确动作，差动保护主要保护变压器绕组、套管及引出线的短路故障，动作迅速，可靠性高，所以在变压器的继电保护中也是应用最广泛的；瓦斯保护是将瓦斯继电器安装在油箱和油枕之间，用来保护变压器内部器件，近几年，经过我国科研人员的不断努力，对浮筒式瓦斯继电器保护装置进行改进，提高了其保护效率。自耦变压器与其它的变压器相比存在很多的优点，它节约能源、效率高、质量好，被称为电力系统中的联络变压器，由于其结构特点，在继电保护的过程中存在一些问题，如果发生接地故障或过负荷故障，继电保护装置很难准确发挥作用，这对于电力系统的稳定是非常不利的，因此在自耦变压器保护的过程中根据实际的情况调整保护技术。
        4.2发电机的继电保护技术
        发电机是电能的来源，发电机的稳定运行关系着整个电网系统的安全。发电机的继电保护主要有差动保护、过流保护、定子接地保护、过负荷保护、过压保护、失磁保护等。相对于其他保护，定子接地保护和失磁保护需要更高的灵敏度。在发电机运行中，为防止发生过电压的情况，需要提高定子接地保护的灵敏度，可以采用均压法，在整流回路中并联一个合适小的电阻，就可以提高定子接地保护的灵敏度，从而保证了继电保护的准确性。在提高发电机失磁保护的精度方面，可以通过调整阻抗元件、低电压元件和启动元件三者之间的密切配合，及时反应发电机的参数变化，提高失磁保护的精度，进而对发电机进行继电保护。
        4.3其他部位的继电保护技术
        其它的继电保护技术主要是对电力系统中的其它设备、线路进行继电保护。在我国电力系统中，一般情况下发电机和变压器的工作方式是相互配合进行的，所以要求我们在继电保护中将变电器和发电机两者进行统一保护，对重要的部件进行重点的继电保护，可以合并保护的部件进行合并保护。在继电保护的过程中，其他电器设备可以根据实际情况选择继电保护装置及保护方式，从而维护电力系统的正常、稳定运行。
        结束语
        在这个高速发展的时代，电力在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，人民的生活因电力变得更加丰富多彩，各种电器设备在我们的生活中也得到了越来越广泛的应用。一旦电力出现了故障，那我们的生活与财产就会遭受不必要的损失。因此为了减少停电事故所带来的损失，提高电力系统的稳定性尤为重要。继电保护系统可以保证电力系统的安全、稳定运行，随着科学技术的提高，继电保护系统也将不断的发展、成熟。
        参考文献
        [1]蔡红茹.电气设备接地保护技术浅析[J].中国设备工程,2020(06):188-190.