1繼電保護(hù)的基本任務(wù)和電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的要求

1.1基本任務(wù)

(1)自動迅速，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞并保證非故障元件迅速恢復(fù)正常運行。

(2)反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)。除此之外，對用于切除故障的斷路器上，根據(jù)需要配置的自動重合閘裝置應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)自動重合閘功能，以提高系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

1.2基本要求

選擇性在于在于繼電保護(hù)對于保護(hù)對象的高精確識別，它能夠有效地保護(hù)故障對象或故障區(qū)域，將非故障區(qū)與故障區(qū)有選擇性地進(jìn)行隔離，從而實現(xiàn)最小范圍內(nèi)的故障影響，提高電力系統(tǒng)的可用性。速動性是電力系統(tǒng)對于繼電保護(hù)的又一重要要求。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能快速檢測故障，并根據(jù)設(shè)計要求作出指定的動作，以實現(xiàn)快速高效的故障隔離、故障排除。從而減少由于長時間電力故障而誘發(fā)的災(zāi)害。

2繼電保護(hù)的可行性

繼電保護(hù)的可行性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運行維護(hù)和管理來保證。任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等)都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運行。220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除故障。主繼電保護(hù)和備用繼電保護(hù)相輔相成，在主繼電保護(hù)切除電路，排除故障時，備用繼電保護(hù)投入使用，可以提高電網(wǎng)的可靠性，不會因為一條線路或一段之路的故障而大范圍擴(kuò)散。實際上，繼電保護(hù)的配置與電網(wǎng)中各線路的配置是一致的，一般都有備用裝置，可實現(xiàn)快速切換。

3常見繼電器的使用

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式電壓繼電器有過電壓和欠電壓繼電器兩大類，其中欠電壓繼電器在工廠供電系統(tǒng)應(yīng)用較多。欠電壓繼電器的起動電壓Uop.k是使其運作的最高電壓;返回電壓Ure.k是使其返回的最低電壓;返回系數(shù)Kre=Ure.k/Uop·K。

由于欠電壓繼電器的返回電壓大于起動電壓，所以其返回系數(shù)Kre大于1，一般在1～1.2之間。當(dāng)線圈的承受電壓低于其額定電壓時，銜鐵就會產(chǎn)生釋放動作，它的特點是釋放的電壓很低，在電路中用作低電壓保護(hù)。對于過電壓繼電器，當(dāng)線圈為額定電壓時，銜鐵不產(chǎn)生吸合動作，只有當(dāng)線圈電壓高于其額定電壓的某一值時銜鐵才會吸合。時間繼電器在保護(hù)裝置中起延時作用，以保證保護(hù)裝置動作的選擇性。中間繼電器的作用是為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量，也可以使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時(0.4～0.8S)，或者通過繼電器的自保持，來適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。信號繼電器用于各保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動作的指示器。

4微機保護(hù)

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)主要由測量部分，邏輯部分，執(zhí)行部分組成。整個保護(hù)裝置的整定、測控、動作主要借助硬件電路和設(shè)備完成。系統(tǒng)的自動化智能化程度不高。而且硬件設(shè)備損耗大，使用壽命有限，經(jīng)濟(jì)效益不高。近年來，借由微型計算機發(fā)展而來的繼電保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。由于其引入了兼顧了軟件硬件等部分，具有更為廣泛的應(yīng)用空間。

相比于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，微機保護(hù)具有以下優(yōu)點：改善和提高繼電保護(hù)的動作特性和性能;可以方便地擴(kuò)充其他輔助功能;工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越;可靠性容易提高;使用方便;保護(hù)內(nèi)部動作過程不像模擬式保護(hù)那樣直觀。由于微機技術(shù)的發(fā)展，變電站內(nèi)的遠(yuǎn)動終端、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、故障錄波、直流系統(tǒng)與絕緣監(jiān)察以及通信等相繼更新?lián)Q代，實現(xiàn)了微機化。這些微機化的設(shè)備雖然功能各異，但其基本的數(shù)據(jù)采集、輸入輸出回路等硬件結(jié)構(gòu)大體相似。微機保護(hù)硬件的通用性和軟件的可重構(gòu)性，使得在通用的硬件平臺上可以實現(xiàn)多種性能更完善、功能更復(fù)雜的繼電保護(hù)原理。一套微機保護(hù)原理往往采用了多種保護(hù)原理，可以方便地實現(xiàn)一些常規(guī)保護(hù)難以實現(xiàn)的通能。

5繼電保護(hù)未來的發(fā)展方向

伴隨著科技的發(fā)展，繼電保護(hù)有著更加智能化、自動化、經(jīng)濟(jì)化、綠色化的要求，繼電保護(hù)會逐漸擺脫對硬件電路的依賴，或者使用更為高效的新型材料硬件系統(tǒng)。軟件控制會逐步滲入到電網(wǎng)乃至繼電保護(hù)的各個層面，以更為全方位的實時監(jiān)控，靈活動作，長久的使用壽命實現(xiàn)電力系統(tǒng)的革命。以嵌入式為代表的微型計算機系統(tǒng)將會是繼電保護(hù)裝置的核心。

作者：閆文龍       單位：湖南省長沙市中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院