电力系统继电保护应用研究中国高新技术企业杂志1月上-24

2015年第01期（总第316期）

NO.01.2015

( CumulativetyNO.316 )

电力系统继电保护应用研究

李　征

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司，河北 唐山 063000）

摘要：电力系统中的继电保护是指当电力系统某一部分在运行过程中出现漏电、短路等影响生产安全的故障时，电力系统中预装的继电器保护装置可以自动响应并保护发电机、输电线路等关键设施，以免其承受过高荷载而造成损坏。文章结合实际工作经验，结合搜集到的资料，对电力系统中继电保护的应用进行了探讨。关键词：电力系统；继电保护；电力故障；发电机；输电线路　　文献标识码：A

中图分类号：TM77　　文章编号：1009-2374（2015）01-0054-02　　DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0027

1　电力系统的概念及特点

电力系统是由发电、输电、变电、配电以及用电组成的电能生产与消费系统。电力系统经过机械装置或是化学反应等，将自然界中的能源转换成动能或是热能，再进一步地转换成为电能，然后经过输电以及变电过程，将电能输送到电力中心，最终通过配电以及变电环节把电能输送到用户处进行销售。由于电能无法进行大量储存，因此其生产与销售一般在同一时间段完成，这就需要电力企业事实掌控辖区内电力消耗情况，从而据此控制电力生产速度，以避免生产资源的浪费。

电力系统主要由电源、电力网络和负荷中心组成。其中电源指的是各类发电站，通过对自然资源进行一定的处理后得到电能；电力网络是指在电能产生后通过一系列处理将电力资源销售给用户的一整个环节；负荷中心则是负责调控电力生产与用户使用的供求关系。

增大，则该电气设备可能因为内部线路发生故障而被烧毁，此时继电保护器就应该感应出电流的变化情况立即切断电源，避免过大的电流通过导线瞬间产生高温，烧毁其他的设备甚至燃起明火，导致火灾造成巨大的财产损失。

3　继电保护技术的现状

继电保护技术是随着电力系统的建设与发展而发展起来的。19世纪下半叶，第二次工业革命展开，人类进入电气时代，电力这一方便高效的能源在刚出现的时候就受到了人们的广泛欢迎，因此电力技术得到了飞速发展。到了20世纪初，电力系统的建设已初具规模，在电力能源得到广泛应用的基础上，电力系统的危险性在一次次的事故中也得以表现出来，于是人们开始研究如何保证电力系统更加安全有效的运行，继电保护装置也就应运而生。最早的电路保护装置是19世纪末被发明的熔断器，其工作原理是将一根较细的铜丝与电气设备串联，细铜丝若是承受高温就会熔断，达到切断电路的目的，因此当电气设备发生故障时，过大的电流通过细铜丝，就会引起其迅速升温而最终熔断，保护整个电力系统。到了20世纪初期，出现了作用于断电器的电磁型继电保护装置，但由于技术与生产能力的制约，这一技术直到50年代晶体管以及其他固态元器件的制造业得以迅速发展之后才被广泛地应用于生产与生活中。这一类型的继电保护装置具有灵敏度高、维护简单、体积小、功率低等优点，但由于其主要材料是磁铁，比较容易受到外界环境的干扰而导致其容易产生故障。直到20世纪60年代，大规模集成电路技术得到飞速发展、计算机与处理器不断地朝微型的方向发展并迅速投入到了运用中去，于是出现了应用计算机进行控制的数字继电保护器，并逐渐在生产中得到应用。

建国以来，在国家政策的支持下，我国电力系统得

2　继电保护的概念

继电保护是指在电力系统的运行过程中，突发异常状况时能够自动在最短时间内以及最小区域内切断电源并将故障部件从电路中隔离开来，这样既不影响系统中其他环节的正常工作，也有利于维修人员对故障部分进行检查以及维修。

继电保护装置一定要能正确地区分其两端点之间连接的电气元件是处于正常工作状态还是发生了故障，为了达到这一目的，继电保护器装置就应该能敏感地分辨出该部分装置电气物理量的变化情况是否超出一定的限度。

一般来说，电气系统的线路中，电压与电流都会是相对稳定在某一个值域范围内，若是发生故障，则发生故障的那一部分电气设备的电流或是电压都会发生显著的变化。如某一时刻通过一电气设备的电流突然显著

- 54 -

到迅速发展，继电保护装置的设计以及制造业经历了从无到有的变化。20世纪50年代，我国工程技术人员从国外学习到了继电保护装置的运行原理以及制造方法，并由此开始扎根研究，逐渐发展并壮大了我国关于继电保护装置这一领域的科研力量以及技术队伍。20世纪60年代，我国的继电保护装置研究、设计以及生产的完整体系已经初具雏形，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实的基础。

目前，随着我国的计算机技术已经逐渐与世界领先水平相持，我国在计算机控制的全自动化继电保护装置的研究上也正如火如荼地进行着，继电保护的微机化、智能化、网络化一体系也正在构建当中，在许多研究领

域我国已经达到世界领先水平。具体结构见图1：

图1　电力系统继电保护及故障信息系统结构图

4　继电保护装置的应用

继电保护器需要在实际应用中更好地完成工作，必须在技术上满足有效选择性、速动性以及可靠性这几个基本要求。选择性是指当电力系统中的设备或是线路发生故障造成电流或电压突然增大，对于其他的设备正常运行造成了威胁时，继电保护器能够准确地切断该用电器两端的线路，使该用电器脱离整个电路系统。而当故障设备的继电保护器失效时，其相邻设备上的继电保护器应能及时切断两端电路。速动性是指继电保护装置能够在第一时间内切断故障设备两端线路，减少其他设备在非正常电流或是电压的条件下运行的时间，尽可能地降低其损坏程度，减少企业的损失。可靠性是指继电保护装置在设备正常运行的状况下不会误判，影响电力系统的正常运行，而在电气设备发生故障的时候应立即做出反应，切断电路。

继电保护装置被广泛应用于需要应用高压电力的工

厂以及变电站等地区，保护其内部电力系统的正常运行。工厂中大多使用有大功率的用电器，因此在其进行生产工作时，工厂内部线路负荷电流较大，若是某些设备产生故障不能得到及时的保护，就可能影响其他生产设备的正常运行，甚至造成损毁，极大地影响了工厂企业的生产效率甚至造成数额巨大的利益损失。而变电站是将低压电力转换成高压电力或是将高压电力转换成低压电力的装置，其至少有一端加载了高压电，若是不应用继电保护装置，那么在其发生故障时就容易烧毁变电器中的关键设备，导致变电器失去工作能力，影响其后面其他装置的能源供应。变电站继电保护装置的应用一般分为电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护。

随着继电保护技术的飞速发展，计算机智能化保护装置逐渐投入使用，且随着微型计算机技术的飞速发展，微型计算机继电保护装置也日新月异，其灵敏度以及可靠性的提高使其能够应用于更多的领域。

5　结语

随着电力系统以及计算机技术的飞速发展，继电保

护技术的发展越来越向网络化、智能化的方向发展，这对继电保护设备研究人员设立了新的目标。而只有对继电保护装置的技术研究得更加深入，提高其技术规格，才能对电力系统的安全性进行更有效的保护。

参考文献

[1]　米 桂娣．电力系统中继电保护技术探讨[J]．科技资

讯，2010，（14）．[2]　黄 伟进，单卫东，祝刚．继电保护技术的现状与发展

[J]．各界文论，2007，（4）．[3]　赵 永昱．继电保护技术的发展历程和前景展望[J]．科

学之友，2011，（10）．[4]　孙 跃权．继电保护技术现状与发展[J]．民营科技，

2007，（11）．

作者简介：李征（1978—），男，河北唐山人，国网冀北电力有限公司唐山供电公司工程师，研究方向：电力系统变电运行。

（责任编辑：秦逊玉）

- 55 -