淺析電力系統(tǒng)繼電保護裝置配置原則

吉少博

摘 要：電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的配置應(yīng)用問題是該篇論文所探討的主體，筆者從當(dāng)下電力系統(tǒng)的繼電保護應(yīng)用狀況介紹開始著手，對于一些較為深層的電力系統(tǒng)繼電保護應(yīng)用問題進行了闡述和研究，其中保護裝置的任務(wù)、配置的基本要求、繼電器的選擇、靈敏性動作和選擇性特征等等都是文中會涉及到的一些基本內(nèi)容，筆者將結(jié)合自身的工作經(jīng)驗來談?wù)勛约旱挠^點和看法。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 繼電保護 裝置 配置原則

中圖分類號：TM774 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0128-02

現(xiàn)代社會的進步?jīng)Q定了電子及計算機信息等科技技術(shù)的發(fā)展，有了這個契機，電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)也得到了更為先進的技術(shù)支持。在不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會中，隨著電力系統(tǒng)容量的提升和電力需求的猛增，為電力系統(tǒng)繼電保護裝置配置帶來了更多的問題。電力故障的及時遏制是繼電保護裝置的主要功能，如何保障電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量和運行效率的有效提升是繼電保護工作人員需要加以思考的技術(shù)問題，本文就從電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的配置原則方面展開討論，談?wù)勂溲b置配置的一些原則和當(dāng)下普遍存在的一些問題。

1 當(dāng)下電力系統(tǒng)中繼電保護的任務(wù)及應(yīng)用狀況

1.1 繼電保護裝置的任務(wù)

電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)元件短路狀況時，繼電保護系統(tǒng)通過一些電氣量的變化來判斷故障線段或位置，再通過保護動作來降低或避免由于電氣故障帶來的損失。繼電保護設(shè)備為電力系統(tǒng)的正常運行提供數(shù)據(jù)依據(jù)，而工作或值班技術(shù)人員可以通過繼電保護裝置來對整個供電設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視和控制。一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，保護裝置會自動采取迅速且精確的行為判斷，將故障部分從輸電線路中隔開，并維持非故障部位的正常運行。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)較為異常的工作狀態(tài)時，警報系統(tǒng)會通過信號傳輸和警報聲來通知工作人員，使得拯救工作的進行更為及時。

1.2 裝置的基本構(gòu)成

電力系統(tǒng)中繼電保護裝置主要應(yīng)用于兩個方面：（1）電源進線端：該線路的繼電保護裝置主要有定時限定過流保護、定時限速切斷保護和輕、重瓦斯保護及溫度保護等功能，在過負荷的狀態(tài)下還會進行報警，并自動采取差動保護。（2）饋出線路：饋出線路即輸出線路，繼電保護裝置在該線路中所涉及到的保護動作有，電流速斷保護、過電流保護和小電流接地報警等。

1.3 電力系統(tǒng)繼電保護裝置配置原則

根據(jù)電力系統(tǒng)配電特點分析可知，系統(tǒng)的繼電保護裝置配置需要遵從以下幾點配置原則：（1）配電系統(tǒng)進線端一般不需要配備繼電保護裝置。（2）控制系統(tǒng)開關(guān)的出線保護系統(tǒng)及變電站要的繼電保護功能上要具備零序電流保護、過電流保護，當(dāng)線路中存在架空線時，還要保護功能中還要具備前加速一次重合閘保護。（3）控制系統(tǒng)開關(guān)站點的母線分段和配電站要配備電源自切和切后加速保護繼電裝置。（4）變壓器保護裝置應(yīng)該選用有零序電流保護和過電流保護的，由熔斷器和繼電器的繼電保護裝置。

1.4 電力系統(tǒng)繼電保護裝置需滿足的要求

1.4.1 選擇性要求

供電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的核心部位，當(dāng)其發(fā)生電力故障時，繼電保護裝置應(yīng)該能夠?qū)⒐收喜课贿M行選擇性的切除，特別是離故障點最近的斷路器線路，要及時切斷，進而保證供電系統(tǒng)中其他無故障發(fā)生線路的正常運行。

1.4.2 靈敏性要求

繼電保護系統(tǒng)的靈敏性以設(shè)備的靈敏系數(shù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)，若電力系統(tǒng)的電氣量處于繼電保護裝置的規(guī)定范圍以內(nèi)，則無論短路點處于任何線路位置，其短路的性質(zhì)又是哪種，其保護裝置都應(yīng)該采取及時動作。同樣的，當(dāng)電氣故障處于繼電保護裝置保護范圍外的線路上時，無論其短路點的位置和短路狀況的性質(zhì)，保護裝置都不能有誤動作發(fā)生。

1.4.3 速動性要求

繼電保護裝置的速動性是指在電氣故障發(fā)生時，裝置能夠及時迅速地切斷故障線路。而這一要求的滿足，能夠減短故障切除的時間從而減小短路電流對電氣設(shè)備損壞的程度，使系統(tǒng)電壓的恢復(fù)更為平穩(wěn)及時，便于電氣設(shè)備的自啟，進而使得發(fā)電機的并列運行質(zhì)量有所提升。

1.4.4 可靠性要求

繼電保護裝置的可靠性是保證電氣事故得到有效控制的基礎(chǔ)，保護裝置可靠性的實現(xiàn)要從設(shè)備設(shè)計原理、整定計算規(guī)劃、安裝調(diào)試無誤方面入手，裝置的元件質(zhì)量要可靠，能夠保證電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量，進而簡化電力系統(tǒng)的整體控制，提升電力系統(tǒng)的保護性能。

2 當(dāng)下電力系統(tǒng)中繼電保護裝置存在的一些問題

2.1 電氣二次設(shè)備和回路的老化問題

由于我國電力系統(tǒng)的組建時間較晚，一些基礎(chǔ)的設(shè)備都是20世紀(jì)70、80年代的老設(shè)備，即使保養(yǎng)夠好，繼電器節(jié)點的氧化塵也積累了太多，壓力施加不夠到位，從而導(dǎo)致保護的誤動作。而二次回路的分直流、交流兩部分的端子出現(xiàn)老化或腐蝕狀況時，接觸電阻增大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)開路現(xiàn)象，導(dǎo)致保護的誤動作；直流部分的可靠性在系統(tǒng)無電或低電壓狀態(tài)時的情況不容樂觀，嚴(yán)重時會出現(xiàn)越級跳閘的狀況，事故的范圍會有所擴大。

2.2 電流互感器的飽和問題

供電需求的增大促使電力系統(tǒng)的規(guī)模急劇擴大，而許多低壓配電的系統(tǒng)短路電流也會隨之變大，一旦系統(tǒng)的出口處發(fā)生短路現(xiàn)象，其電流大小可達到電流互感器的一次側(cè)額定數(shù)值的幾百倍。一次短路電流的數(shù)值越大，穩(wěn)態(tài)短路狀況下，電流互感器的變化誤差也會隨之變大，這時，靈敏度較低的電流速斷保護會拒絕做出動作；而線路中出現(xiàn)短路現(xiàn)象時，處于飽和狀態(tài)的電流互感器的二次感應(yīng)電流的數(shù)值將趨近于零，定時限過電流保護裝置也會拒絕做出動作。這時只能靠母聯(lián)斷路器或主變壓器的后備保護來進行故障切除，如此一來，故障時間被延長，故障范圍也被擴大，影響了供電系統(tǒng)的質(zhì)量和水平。

3 所遇問題的解決方案

3.1 設(shè)備的狀態(tài)檢修和更新

繼電保護設(shè)備的研制開發(fā)到發(fā)展，其保護原理的設(shè)計、設(shè)備制作工藝的提升、售后服務(wù)的提供等方面都十分完善，保護裝置的性能已經(jīng)處于一個十分平穩(wěn)的狀態(tài)，像筆者所處的地區(qū)，電力系統(tǒng)中由于保護裝置性能的不穩(wěn)定而帶來的狀況事件幾乎沒有發(fā)生。一般情況下，這些誤動作都是由于裝置的檢修不及時或保養(yǎng)不恰當(dāng)而引起的，所以相關(guān)的技術(shù)人員要提高對機電保護裝置檢修的良好習(xí)慣。

與此同時，設(shè)備的更新校驗也是當(dāng)下解決設(shè)備老舊問題的關(guān)鍵，在能夠保障供電需求的前提下，對供電網(wǎng)絡(luò)進行完善和建設(shè)，保證回路的保護整定時間，進而提升電力系統(tǒng)的供電效率和質(zhì)量。

3.2 避免電流互感器的飽和

這一點的重要性通過上述段落的簡述已經(jīng)較為明確，針對這一問題，技術(shù)人員應(yīng)該從以下幾個方面入手：（1）考慮線路短路狀態(tài)的電流激增問題，選用變比較大的電流互感器。（2）避免在保護和計量時共用同一電流互感器，減少其二次負載的阻抗。（3）速斷保護原則的遵循。高壓電動機可靠系數(shù)的確定可以按其起動電流的1.2或1.3倍來確認，若超過了這個數(shù)值則可以確定其故障電流的值，再通過等級的劃分來確立其延時時間，保證其選擇性。

4 結(jié)語

現(xiàn)代經(jīng)濟不斷發(fā)展和進步的同時也增大了社會的供電需求，電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷升級必然會隨之出現(xiàn)一些新的問題，繼電保護系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)設(shè)備，其配置的原則和問題是電力工作人員必須進行掌握，進而促進電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，本文以繼電保護裝置的配置原則為切入點，針對當(dāng)下電力系統(tǒng)中與繼電保護相關(guān)的一些問題進行了討論和闡述，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)人員起到一定的參考作用。

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