论文摘要：继电保护系统能够在电力系统出现异常工况或者发生故障的时候，保证在最小的范围内、最短的时间内实现对故障设备的切除动作，并对值班人员进行告警，防止出现更大的事故。在电力系统继电保护设备不断智能化、自动化、信息化的发展趋势下，研究电力系统继电保护策略，有利于更好指导继电保护的应用实践，提高继电保护的可靠性和稳定性。

关键词：电力系统；继电保护；保护策略；技术分析
　　中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 04-0139-02

一、前言
　　经济的快速发展需要数量巨大的电力能源为其提供支持，尤其是在经济快速发展的前几年，电力能源供应已经成为了制约经济快速发展的瓶颈问题，不少地区被迫采用拉闸限电的措施来控制用电量。在实行经济转型的今天，电力能源供应不仅要满足经济发展的需求，还必须要确保电力系统运行的稳定性和安全性，为经济的健康发展提供一个稳定的能源供应环境。采用继电保护能够在很大程度上提高电力系统运行的稳定性和可靠性。机电保护是确保电力系统尤其是现代化电力系统安全、可靠、稳定运行的重要保障之一。由于认为因素或者是其他不确定因素的影响，电力系统会出现各种异常工况和运行故障问题，机电保护则能够在最小的范围内、最短的时间内实现对故障设备的切除动作，并对值班人员进行告警，防止出现更大的事故。如果故障得不到及时地控制和有效地解决，则相邻地区的供电质量便会受到波及，采用机电保护之后，电力系统的安全系统得到了大幅度提升。除此之外，安全、可靠、稳定的电力系统能够为经济发展和社会运行提供更高质量的电能产品，这对于维护社会稳定而言也是非常关键的

二、电力系统继电保护的主要任务
　　对于电力系统的继电保护而言，它需要完成下述两个基本任务：
　　第一，不误动。所谓的“不误动”主要是指在电力系统处于正常的工作状态时，继电保护设备不应该动作。
　　第二，不拒动。所谓的“不拒动”主要体现在下述两个方面：（1）在电力系统的某电力设备运转不正常的情况下，继电保护设备应该对该电力设备的不正常状态进行报警，使得值班工作人员得知该情况，并采取相应的措施来解决该问题，使得该电力设备能够尽快恢复正常工作状态，或者是启动自动修复功能，自动处理该问题。（2）在电力系统的某电力设备出现故障状态时，继电保护设备需要在确保可靠性的前提下在最短时间内完成对故障设备从电力系统中的切除工作，将停电范围压缩在尽可能小的范围内，在最大程度上减少因为故障而导致的停电损失。

三、电力系统的继电保护策略分析

（一）提高继电保护的灾害防治能力
　　第一，相关要求。（1）继电保护切除故障设备必须要快速、灵敏、可靠并且体现出选择性。电力系统如果想要保持安全并且稳定的运行状态，最为重要的前提条件就是确保继电保护的高度可靠。不论是继电保护装置的误动还是拒动，都有可能会导致整个电力系统出现连锁反应，乃至引发灾变。只有继电保护装置具有快速、灵敏、可靠、选择性的动作能力，才能够有效避免小的电力系统故障演变成为大的电力系统事故。（2）有效扩宽继电保护的作用范围。在电力系统的保护方面，应该学会利用系统观念和整理观念来审视继电保护，不仅要求继电保护能够为电力系统守好电力安全运行的第一道防线，更要具备守好第二道防线和第三道防线的能力。要将继电保护的保护对象从某个电力设备延伸到某个特定的区域乃至整个电力系统，使其动作逻辑更加符合确保整个电力系统安全、可靠、稳定运行的目标。纵观当前的电力系统所采用的继电保护设备，其中很大一部分均是用于保护某个单独的电力设备，没有体现出继电保护的系统观念和整体观念，这种“头疼医头、脚疼医脚”的保护模式虽然能够为电力系统提供不错的保护，但是随着时代的进步和发展，还是显得不够。例如，某个电力设备出现故障之后，将其从整个电力系统当中切除出去，这当然是必需的，但是仅仅切除故障设备不但无法解决电容量不足的问题，反而会加剧这种问题。（3）要具备保护误动和瞬时性故障的快速恢复能力。如果我们从系统的角度来审视继电保护，则继电保护属于比较典型的开环系统。具体而言，一旦继电保护设备接受故障信号并作出保护动作，这个动作便是一次性的，无论这个动作是对是错，更不管这个动作作出之后故障能够消除。相应地，“重合闸+继电保护”便构成了一个比较完整的闭环系统，该闭环系统能够有效地做到切除真正意义上的永久性故障设备。由此可见，在一些没有充分准备备用设备的场所而言，采用重合闸技术是非常必要的。
　　第二，具体措施。
       （1）确保继电保护具有很高的动作正确率。从电力系统的组织架构来看，继电保护仅仅只是一个自动化设备，它只有在电力系统出现严重不正常运行状态或者是出现了故障问题之后才会动作。但是继电保护动作所带来的后果便是直接改变了电力网络的拓扑结构，继电保护动作的正确性暂且不论，其动作之后所带来的影响无疑是非常巨大的。例如，伦敦“8·28”大停电的罪魁祸首仅仅只是因为接线错误导致的保护误动。我需要意识到，导致大停电事故的原因并非只有短路，因此在保证线路保护具有较高的正动率前提下，还需要大力提高主设备的正动率。
        （2）积极研发新型的继电保护设备。新型的继电保护设备需要具备快速切除故障设备、无通道保护和行波保护的能力。快速切除故障设备的能力使得继电保护设备在电力系统出现故障的时候能够在最大程度上降低因为故障设备导致的能量不平衡问题，能够为电力系统实现“故障状态→正常状态→稳定状态”的转变争取宝贵的时间。无通道保护和行波保护是目前继电保护的研究重点课题。无通道保护是一种新型的继电保护模式，它能够仅仅利用单端电气量便可以形成全线相继速动或者全线速动。依照利用电气量的差异可以将其划分两种模式，即工频无通道保护模式和暂态无通道保护模式。工频无通道保护模式主要是利用了线路健全相传递的对端开关动作信息而进行动作；暂态无通道保护模式则主要是利用线路出现故障之后而产生的高频暂态故障信息而进行动作。行波保护主要是利用了电力线路出现故障之后产生的暂态行波故障信息。行波保护拥有着传统保护模式所不具备的独特优势，即行波保护功能的发挥不会受到长线分布电容、过渡电阻、电力系统振荡以及CT饱和的影响。除此之外，行波保护还具有非常高的动作速度，因为电力线路出现故障之后产生的暂态行波故障信息一旦出现，行波保护便能够发挥作用，完全不用像传统保护模式那样在长时间地等待故障数据。也是因为这个原因，提高行波保护的可靠性成为了当前行波保护的研究重点。
         （3）增强继电保护对二次扰动的应对能力。所谓的一次扰动是指处于正常运行状态的电力系统出现了故障；而所谓的二次扰动主要是指电力系统故障所在地点或者其他地点有可能会演变成为转换性故障，或者是因为断路器的跳闸导致潮流突变与网络结构变化，进而影响到其他处于正常工作状态的设备，使其继电保护设备出现错误动作。二次扰动发生在一次扰动之后，因而可以将其视为继发性的复故障。目前的继电保护设备主要是针对一次扰动而设定的，因而在应对二次扰动方面显得无能为力，无通道保护和逆功率保护等虽然初步研究了二次扰动问题，但是相关研究仍然需要深入。增强继电保护对二次扰动的应对能力有利于在根本上提高继电保护的保护功能，协助完成一次扰动之后的负荷转移和过负荷保护等。
         （4）自动重合闸技术的优化。在某些情况下，自动合闸技术能够有效提高电力系统的防灾治灾的能力。成功的自动重合闸能够有效阻止故障的蔓延，而失败的重合闸则会推动故障的蔓延。自动重合闸技术的优化需要保护系统能够自动地识别区分永久故障和瞬时故障、能够自动掌握重合闸的最有时机。识别瞬时故障和永久故障的基本原理是，瞬时故障的发生往往伴随着故障电弧，接地电压较高，而永久故障的故障点则不会出现故障电弧，接地电压较低。实现自动重合闸技术的优化之后，对于瞬时性故障基本上不会产生影响，而对于永久性故障也不会导致系统振荡的加剧。
         （5）深入研究大电网安全保护问题。根据安全稳定导则的划分，继电保护是防范第一类稳定性故障的第一道防线。事实上，继电保护在整个故障发展过程中都在起作用，既用于防范可能出现的新故障，又用于防范切机切负荷过程（第二类故障）和系统处于孤岛运行过程中（第三类故障）可能出现的低频、低压、过负荷。电力系统安全保护系统（EP—SSPS）正是针对第二、三道防线而提出来的新型保护方式旧引，它分为有功平衡保护系统和无功平衡保护系统两个子系统。其基本思想是首先要保证系统的功率平衡，然后根据各个设备所具有的备用容量大小决定系统控制方式，包括切机和切负荷。它们的保护范围不是一个具体设备而是一个区域甚至整个电力系统，它们的动作后果不是切除故障或过载的电力设备（这个任务仍旧由现有继电保护来完成），而是根据全局的情况决定切除哪些发电机或负荷。它需要把一个系统的信息实时、快速地收集到一起并加以处理判断，这在计算机技术和网络通信技术广泛应用之前是不可思议的。但在现代计算机技术和网络通信技术飞速发展的今天，完全可能变成现实。

（二）解决谐波对继电保护的不利影响
　　谐波电流和谐波电压的出现，会危害系统中的一次和二次设备，干扰设备的正常工作。电力系统谐波会改变继电保护设备的工作特性。由于不同类型继电器的设计性能和工作原理不同，谐波的影响程度也不同。
　　谐波对于电磁型继电器的影响不大，在谐波含量<40%时，其整定值误差≤10%。感应型继电器的可动部分惯性较大，动作速度慢，谐波转矩对其影响并不严重。但是对应用积分比相器原理构成的整流型继电保护装置（如高频相差保护和差动保护），当波形出现谐波畸变时，过零检测易出错，从而造成保护不正确动作。根据电科院动模实验结果CKJ-1型快速距离保护和CKF-1型快速方向保护需要将其中的A，B滤波器串联，而GE公司的TLS1B型快速距离保护需要在极化回路中加装有源带通滤波器，才能可靠消除谐波对保护的影响。微机型继电保护装置通过在硬件中采用滤波单儿，在软件中采用数字滤波技术，可以削弱谐波的影响，但是这些采用快速算法的高速保护，谐波的存在仍然会带来一定的不利影响。
　　为确保继电保护安全稳定运行，可靠地土作，应采取以下的措施：第一，参照国内外相关的谐波标准，对各谐波源进行考核。建议对主要谐波源采取必要的措施，如装设相应的滤波装置，改善控制手段，从根本上减少谐波对电网的污染。第二，通过增加谐波监测和分析装置，建立电网谐波监测系统，监视并统计系统中的谐波水平和潮流分布。第三，对运行谐波含量较高的系统中的继电保护设备，在运行中应加强监视，在软、硬件中采用一定的手段提高抗干扰水平，并在整定计算中适当加以考虑。

四、结束语
　　本文首先略述了继电保护对于电力系统的重要性，而后探讨了电力系统继电保护的主要任务，最后比较详细地分析了电力系统的继电保护策略，即提高机继电保护的灾害防治能力和解决谐波对继电保护的不利影响。笔者希望本文能够为有关人士提供一些有益的参考和借鉴。

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