论文部分内容阅读
[摘 要] 继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用,其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响因此如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。
[关键词] 继电保护装置 可靠性 提高
继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用,其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响,如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。因此，有必要对电力系统继电保护的可靠性进行梳理和分析，以期对今后的工作有所助益。
1.影晌继电保护可靠性的因素
继电保护装置是一种自动装置,在电力系统中担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务,当系统出现异常情况时,继电保护装置会向值班人员发出信号,提醒值班及维护人员及时查找和采取措施、排除故障,使系统恢复正常运行。继电保护装置在投入运行后,便进入了工作状态,按照给定的整定值正确的执行保护功能,时刻监视供电系统运行状态的变化,出现故障时正确动作,把故障切除。当供电系统正常运行时,保护装置不动作。这就有 “正确动作”和“正确不动作”两种完好状态,说明保护装置是可靠的。 如果保护装置在被保护设备处于正常运行而发生“误动” 或被保护设备发生故障时,保护装置却 “拒动”或无选择性动作,则为 “不正确动作”。就电力系统而言,保护装置 “误动或无选择性动作”并不可怕,可以由自动重合闸来进行纠正,可怕的是保护装置的 “拒动”,造成的大面积影响,可能导致电力系统解列而崩溃。而导致继电保护工作不正常的原因可能有以下几种。
（1）微机保护装置的生产和制造厂家在生产硬件过程中没有严格进行质量管理、把好质量关，同时在软件配置和调试方面不够仔细和认真或没有进行严格的测试。
（2）微机保护装置对环境的要求不满足。部分装置采用就地安装或在主控室组屏安装，其运行过程中存在粉尘同时又受到环境温度的影响,将加速装置内元件的老化,特别是执行继电器的老化，导致其性能改变。有潮湿和空气中得电离物质和有害气体也会腐蚀电路板和插件连接部,造成装置内部元件特别市继电器触点被氧化,引起接触不良,失去保护功能。
（3）微机保护运行的可靠性在很大程度上还依赖于运行、维护和检修人员的安全意识、技能和责任心。同时微机继电保护的可靠性与调试人员也有着密切的连系,如技术水平不足、经验少、责任心不强，发现和处理存在问题的能力存在差异，等等。
（4）微机保护装置的可靠运行还和施工和验收有着必不可分的关系，二次回路是否完好且连接可靠，在施工中就是第一步，严把施工的质量，才能确保装置的可靠。加强验收的把关，严格按照规程进行规范的验收，确保设备的投入前有充分的验收时间，同时应分专业、分阶段进行验收，这样才能把质量把我在手，才能进一步提高装置运行的可靠性。
（5）互感器质量差,在长期的运行中,工作特性发生变化,影响保护装置的工作效果。
（6）继电保护整定方案采用的方式和上下级保护配合不合理,选型不当。
2.提高继电保护可靠性的措施
贯穿于继电保护的设计、选型、制造、运行维护、整定计算和整定调试的全过程,而继电保护系统的可靠性主要决定于继电保护装置的可靠性和设计的合理性。其中继电保护装置的可靠性又起关键性作用。由于保护装置投入运行后,会受到多种因素的影响,不可能绝对可靠,但只要制定出各种防范事故方案,采取相应的有效预防措施,消除隐患,弥补不足,其可靠性是能够实现的。提高继电保护可靠性的措施应注意以下几点:
（1）保护装置在制造过程中要把好质量关,提高装置整体质量水平,选用故障率低、寿命长的元器件,不让不合格的劣质元件混进其中。同時在设备选型时要尽可能的选择质量好,售后服务好的厂家。
（2）微机保护装置设计中应考虑安装在与高压室隔离的房内,免遭高压大电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。同时要防止环境对保护装置造成的污染,有条件的情况下要装设空调。
（3）继电保护专业技术人员在整定计算中要增强责任心。计算时要从整个网络通盘考虑,认真分析,使各级保护整定值准确,上下级保护整定值匹配合理。
（4）加强对保护装置的运行维护与故障处理能力并进行定期检验,制定出反事故措施,提高保护装置的可靠性。
（5）从保证电力系统动态稳定性方面考虑,要求继电保护系统具备快速切除故障的能力。为此重要的输电线路或设备的主保护采用多重化设施,需要有两套主保护并列运行。
（6）为了使保护装置在发生故障时有选择性动作,避免无选择性动作,在保护装置设计、整定计算方面应考虑周全、元器件配合合理、才能提高保护装置动作的可靠性。
3.提高继电保护辅助装置可靠性
（1）采用新的机箱结构形式，彻底改变以前传统的继电保护辅助装置由凸出式或嵌入式结构的电磁继电器组合式的结构形式，或整屏由分散安装的继电器构成辅助装置的结构形式。如采用4u或6u结构、标准19英寸机箱，插件采用分插件印制板式的接插件结构，插件功能模块化，配线采用绕接方式等。
（2）重视新器件和新工艺的使用，对新器件的使用进行开发，跟踪世界技术发展的潮流；不断改进产品工艺，提高装配质量。
（3）由于继电保护辅助装置中主要的关键元器件是继电器，因此选用高可靠性的中间继电器，提高继电器的技术参数。如继电器的功率消耗和热稳定性等。而且在设计上对继电器的选用型号、厂家及参数进行最佳设计，使继电器及相关回路的元器件工作在最佳参数下。
（4）当采用低额定电压规格继电器（如110V或48V或24V继电器用于220V电源）串联电阻的工作方式时，串联电阻的一端应接于负电源，并对串联电阻的型号及参数进行最优选择。对装置中长期带电的发热电阻进行特殊设计（如可采用将装置中长期带电的发热电阻放在装置机箱外部背板上等措施），进一步降低装置机箱内的工作温度。如许继电气股份有限公司生产的新一代辅助装置中电阻元件选用温度特性好、工作可靠性高的军品级功率电阻器。
（5）选用高耐压二级管，串联适当阻值的电阻并接在中间继电器电压线圈上作消弧回路。注意串联电阻阻值的选取不宜过大，以使“二级管串电阻”回路有较好的消弧效果；但也不宜过小，以防止当二级管短路，中间继电器动作时，将引起熔断器熔断,造成保护拒动。经过计算，一般对于直流电源为110～220V时，电阻阻值选取250～300Ω较合适。
（6）保证各个回路中继电器工作的技术数据，如中间继电器动作电压为50%～70%额定电压，保持电流不大于80％额定电流，保持电压不大于70%的额定电压等；一定要确保跳闸出口继电器的启动电压不低于50%的额定电压，以防止继电器线圈正电源接地时误动；但也不能过高，以防止直流电源降低时影响继电器的可靠动作和正常时的快速动作。
（7）充分考虑和保证辅助装置的各个回路的绝缘电阻和耐压水平。
（8）对一些重要回路采用两付触点并联的工作方式，并增加运行监视措施，如电压切换、压力闭锁回路等。
（9）对断路器跳、合闸线圈的出口触点控制回路，为保证断路器可靠跳、合闸，必须设有串联自保持的继电器回路，并保证跳、合闸出口继电器触点不断弧及可靠跳、合闸。如对于只有单出口继电器的，可以在出口继电器跳、合闸触点回路中串人电流自保持线圈,电流自保持线圈应接在出口触点与断路器控制回路之间，并且继电器自保持电流不大于额定跳、合闸电流的一半左右，线圈压降小于5%额定值；当有多个出口继电器可能同时跳闸时，宜采用防止跳跃继电器来实现上述任务, 防跳继电器应为快速动作的继电器,其动作电流小于跳闸电流的一半，线圈压降小于10%额定值。如许继电气股份有限公司生产的新一代辅助装置采用特殊设计的专用的多线圈中间继电器实现上述任务，如三相操作箱和分相操作箱中的电流启动电压保持防止跳跃继电器TBJ，及电压启动电流保持的重合闸和手动合闸继电器ZHJ、SHJ以及跳闸压力闭锁继电器1YJJ等。
（10）对断路器跳、合闸回路中的位置继电器应保证继电器线圈串入附加电阻后能可靠动作，且当继电器线圈或附加电阻被短路时，断路器跳、合闸线圈上的电压应不足以使断路器动作，且裕度不小于1.3；长期流过控制回路中的跳闸线圈和合闸线圈的电流Icq，应不致引起线圈过热，即Icq不大于0.15额定电流。因此，对位置继电器可以取其额定电压等于操作电源额定电压的一半，并根据这一条件选取附加电阻的参数，附加电阻的阻值按照保证在继电器上的电压等于其额定电压的条件确定。
4.结语
经过我国的长期努力，供电可靠性措施已取得了初步成果。当然，我国的供电系统继电保护的可靠性还存在一些问题，但通过不断摸索和新科技、新方法的使用，相信继电保护的可靠性还是会不断提高，不仅会为用户提供良好的服务，还会为社会创造更多的财富。
参考文献:
[1] GB50062292.电力装置的继电保护和自动装置设计规范[Z]. 北京:中国计划出版社.
[2]李永丽 李致中 杨维.继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究[J].中国电机工程学报,2001 年6 月.
[3]浅谈提高继电保护辅助装置可靠性的措施.
[关键词] 继电保护装置 可靠性 提高
继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用,其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响,如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。因此，有必要对电力系统继电保护的可靠性进行梳理和分析，以期对今后的工作有所助益。
1.影晌继电保护可靠性的因素
继电保护装置是一种自动装置,在电力系统中担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务,当系统出现异常情况时,继电保护装置会向值班人员发出信号,提醒值班及维护人员及时查找和采取措施、排除故障,使系统恢复正常运行。继电保护装置在投入运行后,便进入了工作状态,按照给定的整定值正确的执行保护功能,时刻监视供电系统运行状态的变化,出现故障时正确动作,把故障切除。当供电系统正常运行时,保护装置不动作。这就有 “正确动作”和“正确不动作”两种完好状态,说明保护装置是可靠的。 如果保护装置在被保护设备处于正常运行而发生“误动” 或被保护设备发生故障时,保护装置却 “拒动”或无选择性动作,则为 “不正确动作”。就电力系统而言,保护装置 “误动或无选择性动作”并不可怕,可以由自动重合闸来进行纠正,可怕的是保护装置的 “拒动”,造成的大面积影响,可能导致电力系统解列而崩溃。而导致继电保护工作不正常的原因可能有以下几种。
（1）微机保护装置的生产和制造厂家在生产硬件过程中没有严格进行质量管理、把好质量关，同时在软件配置和调试方面不够仔细和认真或没有进行严格的测试。
（2）微机保护装置对环境的要求不满足。部分装置采用就地安装或在主控室组屏安装，其运行过程中存在粉尘同时又受到环境温度的影响,将加速装置内元件的老化,特别是执行继电器的老化，导致其性能改变。有潮湿和空气中得电离物质和有害气体也会腐蚀电路板和插件连接部,造成装置内部元件特别市继电器触点被氧化,引起接触不良,失去保护功能。
（3）微机保护运行的可靠性在很大程度上还依赖于运行、维护和检修人员的安全意识、技能和责任心。同时微机继电保护的可靠性与调试人员也有着密切的连系,如技术水平不足、经验少、责任心不强，发现和处理存在问题的能力存在差异，等等。
（4）微机保护装置的可靠运行还和施工和验收有着必不可分的关系，二次回路是否完好且连接可靠，在施工中就是第一步，严把施工的质量，才能确保装置的可靠。加强验收的把关，严格按照规程进行规范的验收，确保设备的投入前有充分的验收时间，同时应分专业、分阶段进行验收，这样才能把质量把我在手，才能进一步提高装置运行的可靠性。
（5）互感器质量差,在长期的运行中,工作特性发生变化,影响保护装置的工作效果。
（6）继电保护整定方案采用的方式和上下级保护配合不合理,选型不当。
2.提高继电保护可靠性的措施
贯穿于继电保护的设计、选型、制造、运行维护、整定计算和整定调试的全过程,而继电保护系统的可靠性主要决定于继电保护装置的可靠性和设计的合理性。其中继电保护装置的可靠性又起关键性作用。由于保护装置投入运行后,会受到多种因素的影响,不可能绝对可靠,但只要制定出各种防范事故方案,采取相应的有效预防措施,消除隐患,弥补不足,其可靠性是能够实现的。提高继电保护可靠性的措施应注意以下几点:
（1）保护装置在制造过程中要把好质量关,提高装置整体质量水平,选用故障率低、寿命长的元器件,不让不合格的劣质元件混进其中。同時在设备选型时要尽可能的选择质量好,售后服务好的厂家。
（2）微机保护装置设计中应考虑安装在与高压室隔离的房内,免遭高压大电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。同时要防止环境对保护装置造成的污染,有条件的情况下要装设空调。
（3）继电保护专业技术人员在整定计算中要增强责任心。计算时要从整个网络通盘考虑,认真分析,使各级保护整定值准确,上下级保护整定值匹配合理。
（4）加强对保护装置的运行维护与故障处理能力并进行定期检验,制定出反事故措施,提高保护装置的可靠性。
（5）从保证电力系统动态稳定性方面考虑,要求继电保护系统具备快速切除故障的能力。为此重要的输电线路或设备的主保护采用多重化设施,需要有两套主保护并列运行。
（6）为了使保护装置在发生故障时有选择性动作,避免无选择性动作,在保护装置设计、整定计算方面应考虑周全、元器件配合合理、才能提高保护装置动作的可靠性。
3.提高继电保护辅助装置可靠性
（1）采用新的机箱结构形式，彻底改变以前传统的继电保护辅助装置由凸出式或嵌入式结构的电磁继电器组合式的结构形式，或整屏由分散安装的继电器构成辅助装置的结构形式。如采用4u或6u结构、标准19英寸机箱，插件采用分插件印制板式的接插件结构，插件功能模块化，配线采用绕接方式等。
（2）重视新器件和新工艺的使用，对新器件的使用进行开发，跟踪世界技术发展的潮流；不断改进产品工艺，提高装配质量。
（3）由于继电保护辅助装置中主要的关键元器件是继电器，因此选用高可靠性的中间继电器，提高继电器的技术参数。如继电器的功率消耗和热稳定性等。而且在设计上对继电器的选用型号、厂家及参数进行最佳设计，使继电器及相关回路的元器件工作在最佳参数下。
（4）当采用低额定电压规格继电器（如110V或48V或24V继电器用于220V电源）串联电阻的工作方式时，串联电阻的一端应接于负电源，并对串联电阻的型号及参数进行最优选择。对装置中长期带电的发热电阻进行特殊设计（如可采用将装置中长期带电的发热电阻放在装置机箱外部背板上等措施），进一步降低装置机箱内的工作温度。如许继电气股份有限公司生产的新一代辅助装置中电阻元件选用温度特性好、工作可靠性高的军品级功率电阻器。
（5）选用高耐压二级管，串联适当阻值的电阻并接在中间继电器电压线圈上作消弧回路。注意串联电阻阻值的选取不宜过大，以使“二级管串电阻”回路有较好的消弧效果；但也不宜过小，以防止当二级管短路，中间继电器动作时，将引起熔断器熔断,造成保护拒动。经过计算，一般对于直流电源为110～220V时，电阻阻值选取250～300Ω较合适。
（6）保证各个回路中继电器工作的技术数据，如中间继电器动作电压为50%～70%额定电压，保持电流不大于80％额定电流，保持电压不大于70%的额定电压等；一定要确保跳闸出口继电器的启动电压不低于50%的额定电压，以防止继电器线圈正电源接地时误动；但也不能过高，以防止直流电源降低时影响继电器的可靠动作和正常时的快速动作。
（7）充分考虑和保证辅助装置的各个回路的绝缘电阻和耐压水平。
（8）对一些重要回路采用两付触点并联的工作方式，并增加运行监视措施，如电压切换、压力闭锁回路等。
（9）对断路器跳、合闸线圈的出口触点控制回路，为保证断路器可靠跳、合闸，必须设有串联自保持的继电器回路，并保证跳、合闸出口继电器触点不断弧及可靠跳、合闸。如对于只有单出口继电器的，可以在出口继电器跳、合闸触点回路中串人电流自保持线圈,电流自保持线圈应接在出口触点与断路器控制回路之间，并且继电器自保持电流不大于额定跳、合闸电流的一半左右，线圈压降小于5%额定值；当有多个出口继电器可能同时跳闸时，宜采用防止跳跃继电器来实现上述任务, 防跳继电器应为快速动作的继电器,其动作电流小于跳闸电流的一半，线圈压降小于10%额定值。如许继电气股份有限公司生产的新一代辅助装置采用特殊设计的专用的多线圈中间继电器实现上述任务，如三相操作箱和分相操作箱中的电流启动电压保持防止跳跃继电器TBJ，及电压启动电流保持的重合闸和手动合闸继电器ZHJ、SHJ以及跳闸压力闭锁继电器1YJJ等。
（10）对断路器跳、合闸回路中的位置继电器应保证继电器线圈串入附加电阻后能可靠动作，且当继电器线圈或附加电阻被短路时，断路器跳、合闸线圈上的电压应不足以使断路器动作，且裕度不小于1.3；长期流过控制回路中的跳闸线圈和合闸线圈的电流Icq，应不致引起线圈过热，即Icq不大于0.15额定电流。因此，对位置继电器可以取其额定电压等于操作电源额定电压的一半，并根据这一条件选取附加电阻的参数，附加电阻的阻值按照保证在继电器上的电压等于其额定电压的条件确定。
4.结语
经过我国的长期努力，供电可靠性措施已取得了初步成果。当然，我国的供电系统继电保护的可靠性还存在一些问题，但通过不断摸索和新科技、新方法的使用，相信继电保护的可靠性还是会不断提高，不仅会为用户提供良好的服务，还会为社会创造更多的财富。
参考文献:
[1] GB50062292.电力装置的继电保护和自动装置设计规范[Z]. 北京:中国计划出版社.
[2]李永丽 李致中 杨维.继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究[J].中国电机工程学报,2001 年6 月.
[3]浅谈提高继电保护辅助装置可靠性的措施.