容大电力工程有限公司
摘要：城市的电网配电系统覆盖的面积，极其辽阔和其复杂的运行环境，以及各种人为因素的存在，发生电气故障是难以避免的。一旦电力系统中，任意一环节发生事故，都极有可能影响到电力系统的正常运行，为了确保电网配电系统的正常工作，就一定要正确地把继电保护装置设置好。本文首先介绍了什么是继电保护装置，其次对继电保护装置的保护类型进行了分类，说明了继电保护的要求，再次介绍了继电保护装置应保护的内容，并举例说明了配电系统中常用的继电保护装置，最后阐述了继电保护装置未来的发展趋势。
关键词：配电系统；继电保护装置；应用
1变配电系统继电保护装置的保护分类和保护的基本要求。
1.1保护分类
变配电系统中电气设备和配电线路的继电保护装置可分为主保护和后备保护，必要时可安装辅助保护功能。1）主保护是指满足系统稳定性和设备安全性要求，并能尽快选择性切除被保护设备和线路故障的保护。2）后备保护是在主保护或断路器被驱动时用来切除故障的保护。可分为远后备保护和近后备保护。远程后备保护是在主保护或断路器动作时，通过对相邻电气设备或线路的保护来实现的。近后备保护是主保护动作时，由设备或线路的另一套继电保护实现的保护。3）辅助保护是补充主保护和后备保护的辅助保护功能。
1.2保护的基本要求
1）保护的选择性要求当被保护设备或线路发生故障时，只有离故障点最近的一级保护开关跳闸，其他非故障配电线路正常供电，以保证最低事故范围，保护开关不应跳闸保护。2）保护的可靠性要求继电保护装置必须发出跳闸指令；当没有故障或不应发出故障命令时，不应是保护开关的误操作。只有这样，配电网才能安全、可靠、连续供电。3）保护动作迅速，这是继电保护装置动作及时性的基本要求。只有保证快速动作，才能不扩大事故范围，只停留在同级保护。同时，速动还为备用自动切换装置和快速切换装置提供足够的跳闸和切换时间，保证可靠的供电。4）保护的灵敏度和灵敏度系数是判断继电保护装置灵敏度的重要指标，各项保护必须满足灵敏度的要求，以保证保护装置能在最短的时间内切除故障。一个好的继电保护装置能够检测出保护区域内的小故障，响应监控系统并发出报警信号或执行分段保护开关的指令。
1.3继电保护装置的任务
1）监控变配电系统的运行状态，并随时记录和存储相关数据，以便事后做好系统故障记录，避免类似故障再次发生。同时，值班人员可以根据后台监控系统的时间数据对整个配电箱系统进行监控，确保故障问题在第一时间得到处理和报告。2）配电系统保护开关的远程手动或自动操作。在手动状态下，可以通过上位机的开关按钮进行操作；在自动状态下，继电保护装置可以根据实际故障情况完全控制开关。
2变配电系统常用的继电保护装置
变配电系统中的继电保护装置可分为发电机保护、变压器保护、线路保护、电容器保护、母联保护、电动机保护等保护类型。下面主要介绍变压器保护和线路保护。
2.1变压器的继电保护
1）对于过流保护，继电保护装置的动作电流应以变压器高压侧的额定电流为基础，乘以相应的安全系数作为过流保护的动作电流。当实际电流大于设定电流时，将启动保护装置的跳闸命令。过流保护可分为定时限过流保护和反时限过流保护。定时过流保护是指保护装置的动作时间是固定的，设定的定值与过载电流的大小无关，但当配电线路过流时，保护开关在达到一定时间后会自动断开。b反时限过流保护是指继电保护装置的动作时间与过载电流的大小成反比，过载电流越大，继电保护的跳闸时间越短。
2）电流速断保护是指在变配电系统最大运行方式下，变压器低压侧发生三相短路时，高压侧（装有继电保护的地方）短路电流的初始值，然后乘以相应安全系数的电流值，作为速断保护的电流设定值。当短路电流大于该设定值时，继电保护装置的跳闸信号启动，速断保护的开断信号无延时，动作迅速。
3）低压侧单相接地保护：当变压器低压侧母线或主线末端单相接地在最小运行方式下短路时，当流经高压侧的稳态电流与继电保护装置一次动作电流之比（即灵敏度系数）不大于1.3时，应在变压器低压侧中性线上安装专用零序保护。Yyn0接线型变压器的零序保护动作电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%；对于Yzn11接线型变压器，保护装置的运行电流不得超过变压器低压侧额定电流的40%。
4）变压器差动保护分为纵向差动保护和横向差动保护。前者适用于单配电线路保护，后者适用于双配电线路保护。这次主要介绍常见的变压器纵差保护。其主要配置原理是在变压器的高低压配电回路中分别安装电流互感器。两套变压器分别采集一次电流并转换成差动保护装置，然后比较电流差。正常情况下，变压器、出线、绝缘套管无故障，保护装置差短至零，保护装置不动作。相反，差动保护应该打开。变压器正常运行时，差动保护装置也会出现不平衡电流。为了减少这种电流，我们应该在设计和设备生产过程中采取一些必要的措施。变压器接线方式产生的不平衡电流及其消除措施 全厂工程的主变电站经常采用Yd11接线，虽然可以通过调整电流互感器的比例使二次侧电流相等，但会造成变压器高低压侧电流相差30°。但由于变压器高低压电流的相位差，差动电路中仍有较大但不平衡的电流，约为变压器二次电流的0.268倍。为了消除这种现象，在安装电流互感器时，可以在互感器的星形连接侧将电流互感器改为三角形连接。并将变压器三角形连接侧的电流互感器改为星形连接。这样可以消除变压器高低压侧电流相位不同造成的电流不平衡，提高差动保护的可靠性。变压器乙励磁涌流引起的不平衡电流及其消除措施 通常变压器空载或接通时会产生涌流，所以涌流只通过变压器的一次侧。由于变压器二次侧没有电流，差动保护电路装置会产生较大的差动电流，导致差动保护误动。为了消除这种现象，可以在差动保护电路中串联速度饱和电流互感器，将二次侧电流接入继电保护装置，可以减少涌流对差动保护的影响。
2.2配电线路的继电保护
1）过流保护时，继电保护装置中的动作电流应根据线路过载电流（包括电机起动引起的起动电流）设定，并乘以相应的安全系数。当线路中的传输电流大于设定值时，应启动保护装置的开启信号，进行自动开启操作。2）无时间电流速断保护和有实现的电流速断保护分别根据最大运行方式下线路末端的三相短路电流和最大运行方式下相邻元件末端的三相短路电流进行设置，然后乘以相应的安全系数作为继电保护装置的动作电流。在工程实际整定过程中，无时限的配电线路瞬时故障保护是一个无法保护的区域，这个区域被称为“保护死区”。由于电流速断保护的电流可以避免线路末端的最大短路电流，所以当线路靠近末端的一段发生短路故障，如两相短路时，电流速断保护不会动作，这表明没有时限的电流速断保护不能保护线路的全长。为了避免类似情况，所有带电流速断保护的配电线路都装有限时过流保护，过流保护的动作时间比电流速断保护多一个时间差，一般为0.5 ~ 0.7s。
3变配电下系统继电保护的未来发展趋势
随着科学技术的飞速发展和自动化要求的不断提高，变配电系统中的继电保护装置能够更加全面、安全、准确地保护系统。未来继电保护系统将更加网络化和智能化。在人工智能环境下，人机交互的不断完善，会使继电保护系统在安全可靠、保护全面的前提下，更贴近人们的操作习惯，更方便人们操作。
4结束语
继电保护装置是基于对输电、配电、储能等环节的保护，为配电系统提供更安全、更全面的保护功能。在现有继电保护装置功能和配置的基础上，经过工程师的不懈努力，在不久的将来，将会开发出质量更安全、功能更全面、连接更紧密、集成度更高的继电保护装置。
参考文献：
[1]浅谈供配电系统的继电保护[J]. 李自雨. 低碳世界. 2017(30)
[2]关于直流配电系统继电保护改进方案研究[J]. 钱学鹏，张云，王由甲，孜比热木•阿布都克力木. 科技风. 2018(23)