电力系统继电保护技术现状及趋势

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1、电力系统继电保护技术现状及趋势　　摘要：虽然目前的继电保护现在已经较为成熟，但由于电力系统还在快速发展，新的运行或故障工况不断地涌现，现行的微机保护逐渐在系统的运行中显露出一些不足。因此继电保护不但需要软件越来越完善、制造工艺愈来愈好及使用界面的越来越方便，最重要的还是继电保护的原理需要更好的发展。差动保护的原理发展，线路保护的原理发展，保护检测手段的发展以及保护概念的发展将成为继电保护发展的重要趋势。　　关键词：电力系统继电保护技术现状趋势　　中图分类号：F407文献标识码：A文章编号1672-3791（2015）04（b

2、）-0091-01　　1国内继电保护应用现状　　由于我国的各地区能源分布不均匀，而各地区的经济发展水平差别较大，并且南北气候差别较大，因此为了调配能源，国内原来相对较独立的各大电网之间的联系将越来越紧密，并且电源中心与负荷中心的距离也相对较远。随着电力建设力度的加快，国内各大电网将呈现以下主要特点：（1）并网容量会越来越大；（2）彼此之间的依赖越来越多，并因季节不同而不同；（3）由于直流输电在长距离输电中的优势明显，连接各大电网的直流线路和换流站越来越多；（4）电压等级可能升级为500kV以上的电网；（5）各大电网的内部结构

3、将趋向更加合理；（6）短路容量将越来越大；（7）稳定性问题越来越重要等。电力系统的发展也直接影响着继电保护运行环境，主要表现在：（1）电网供电容量和短路容量的增大，意味着设备的动稳定和热稳定将越来越严峻，对继电保护的速动性和选择性有更高的要求。（2）短路容量的增大，电流互感器的饱和现象将越来越严重，这对差动保护等将产生重要影响。（3）直流输电在系统发生故障时，将出现换相失败和谐波量增大现象，这就构成继电保护新的运行环境，给继电保护提出新的课题。目前已有线路保护因换流站换相失败而误动。（4）电网中电源和负荷缺少就地平衡，稳定性

4、问题将越来越突出，也给继电保护提出更高的要求。（5）电压等级的提高将要求保护的可靠性进一步提高，此外，在更高电压等级的系统发生短路的过程中将有新的现象出现，也就要求继电保护有新的适应性。　　2继电保护发展趋势　　电网的发展给继电保护形成新的运行环境，继电保护除了软件越来越完善、制造工艺愈来愈好和使用界面越来越方便之外，它的原理也必将有新的发展。　　2.1差动保护的原理发展趋势　　短路容量的增大，电流互感器（CT）的磁通饱和现象将越来越严重，这增加了差动保护区外故障的误动可能性。目前的微机差动保护都使用比率制动特性来避免误动，

5、但这种办法是有局限性的。为了适应更严重的CT饱和，制动系数必须进一步提高，差动保护的灵敏度也就进一步下降。极限的CT饱和几乎使二次输不出电流，这就要求制动系数必须接近才能满足，但这是差动保护无可接受的。已经有厂家开始利用CT饱和识别原理来闭锁差动保护，CT饱和识别原理将进一步完善将成为差动保护避免区外故障误动的发展一个趋势。然而，使用CT饱和识别原理闭锁不是问题的最终解决办法，因为区内故障同样也会出现CT饱和现象，这时肯定不能闭锁。不会出现饱和的光电电流变换器（俗称光电CT）的应用给差动保护提供了解决CT饱和问题的最好办法，

6、随着以后光电ET的推广，差动保护的原理将会变得越来越简单可靠。　　2.2线路保护的原理发展趋势　　首先，随着光纤通道在线路保护推广，有众多优点的光纤纵联差动保护的普及将成为趋势。但光纤纵联差动保护的众多优点是建立在通道正常的情况上，而光纤通道发生故障也时有发生，并且光纤通道很难做成有冗余，这时光纤纵联差动保护必须退出。因此，后备保护的原理进一步发展也是线路保护发展的趋势之一。最重要的线路后备保护是距离保护，它的原理将在以下方面应有更好的发展：（1）更好地消除过渡电阻的影响；（2）更好地解决系统振荡闭锁和开放等。现在微机距离保

7、护采用四边形特性，或带偏移，或增加对过渡电阻有自适应能力的零序电抗继电器等手段来消除过渡电阻的影响，但线路发生高阻接地时，距离保护经常拒动。线路发生故障时，由于对侧电流的助增，对于本侧保护采集到的模拟量来说，过渡电阻并不完全呈阻性，而是因对侧助增电流的不同而不同，但作为线路后备保护的距离保护又不能依靠通信通道把对侧的模拟量取过来参加计算，这就给距离保护消除过渡电阻造成了困难。因此，如何更好地消除过渡电阻的影响，将成为距离保护原理发展的一个趋势。　　2.3继电保护检测手段的发展趋势　　微机保护比传统保护的最大成功之一是它对突变

8、量的检测。就是因为有微机保护对突变量的成功检测，才发展出新型的突变量保护，如突变量差动、突变量距离、突变量方向等保护。这些以突变量作为参量的保护，较大地提高了保护的动作速度和灵敏度，目前许多突变量保护的已经作为线路和元件保护的主保护。这些突变量保护的原理进一步成熟，也将是微机保护发展的趋势