關于繼電保護整定優化配合方案的相關探討

李俊松

摘要：在我國國民用電需求不斷增加的當下，電力系統的安全性不斷降低。此種情況下，保證電力系統繼電保護裝置長期優化運用顯得尤為必要，其可以對電力系統進行調節和保護，確保電力系統安全、穩定、有效的運作。那么，如何保證電力系統繼電保護長期優化運作呢？本文就繼電保護整定優化配合方案進行分析和探討。

關鍵詞：繼電保護；整定優化；電力系統

作為電力系統重要的組成部分，繼電保護裝置的有效應用，可以適應電力系統運行變化能力，與此同時可以對電力系統進行有效的保護，確保繼電保護系統更加穩定、有效的、安全的應用。當然，在我國電量需求不斷增大的情況下，電力系統可以因某些因素的影響而發生變化。對此，需要通過優化繼電保護方案來使繼電保護繼續適應電力系統運行變化，為保證電力系統安全、穩定、合理的運行創造條件。基于以上內容，本文將在下文中就如何制定繼電保護整定優化配合方案進行分析和探討。

一、電力系統保護存在的問題的分析

為了可以更加準確的、有效的分析電力系統保護現狀及制定繼電保護整定優化配合方案，筆者以煤礦供電系統繼電保護為例來具體闡述、分析以及探討。由于煤炭供電系統一般為單側電源輻射狀電網，其階段式電流保護原則為：從電源端至負荷端動作電流應從大至小逐級遞減，動作時間亦應從長到短逐級遞減。例如，在以下煤礦供電系統保護配置圖中，為了保證電力系統可以長期穩定、安全、有效的運行，在設置繼電保護的過程中，在6KV處設置兩段式的繼電保護裝置，這樣可以對主變道上的電壓加以控制，確保電力系統先對安全的運行；通過6KV電壓處進入中央變的電流，可以被繼電保護裝置保護，并使其按照最大負荷電流進行傳輸，這將使整個電力系統中的電流得到整定并提高電流傳輸速度和傳輸負荷。

基于以上內容，選喲說明的是因為煤礦下井供電的特殊性，使得現階段煤礦電力系統繼電保護存在一些問題，即為：

（1）電力系統繼電保護整定容易受到影響。由于煤礦井下供電通常采用通信電纜，其具有阻抗能力小、電纜距離短的特性，這使得電力系統中演變一下的各級線路容易出現短路的情況，相應的線路的電流值將會降低，這會大大降低電力系統繼電保護裝置的整定。

（2）電力系統繼電保護級數過多。從以上所舉例說明的煤礦電力系統繼電保護原則中就可以確定電力系統繼電保護級數想對較多，這就會使得變電所進線保護的時限固定不變，如若電力系統發生變化，繼電保護裝置難以及時調整保護時間，位于電力系統充分的保護。

（3）瞬時速斷的整定原則運用不佳。瞬時速斷的整定原則存在一個較為明顯的缺陷，那就是整定值過小，一旦電力系統出現短路故障等情況，必然會使所有繼電保護動作變緩，這可能使得繼電保護出現越級跳閘的情況，致使繼電保護效果不佳，無法保護電力系統，甚至大致大面積的停電故障。

（4）采區變進線應用不當。采區變進線開關定值與上一級定值配合，雖然在一定程度上增加了保護的可靠性，但大多降低了選擇性，這不符合供電系統對繼電保護的要求。

二、電力系統繼電保護整定優化配合方案

對于煤礦電力系統繼電保護存在諸多問題的情況，優化配合電力系統繼電保護整定顯得尤為必要，這可以提高繼電保護裝置的實用性，使其更適用于變動的電力系統，有效的調節和保護電力系統，使其更加有效的應用。

（一）瞬間速斷保護的優化

考慮到煤礦電力系統地面出現開關的重要性，在當前煤礦電量需求越來越多的情況下，筆者建議采用三段式保護來強化繼電保護，使繼電保護在應用的過程中瞬時速斷動作電流按躲過下井線路末端的最大三項短路電流來整定，促使電力系統最小運行方式下即便出現某線路短路，線路全長中的20%還在保護范圍內，剩下的部分可以通過繼電保護的瞬時速斷來切斷線路，從而降低電力系統故障范圍。

中央變電與采區變電所連接的出線開關是否能夠有效的應用，在一定程度上決定電力系統安全性。為了實現瞬間速斷保護可以有效的保護此出線開關，在優化瞬時速斷的過程中可以采用最大三相短路電流的整定原則來代替以往的繼電保護，使繼電保護裝置的整定可以得到強化，提高繼電保護的靈敏度，使其在具體應用的過程中，能夠在較短的時間內切除故障，提高其靈敏度。在此需要說明的是，中央變電所和采取變電所的進線開關，應優優先保證保護的選擇性，按照此理論，需要求得電力系統最大運行方式下線路末端三相短路整定。假設線路末端三相短路整定的定值為 。那么，利用函數表示為：

經過計算，當 <20%時，電力系統三相電力系統最大運行方式下線路末端三相短路整定將得到強化，可以促使繼電保護的瞬時速斷得到提升，為更加有效的保護電力系統創造條件。

（二）限時速斷保護的優化

為了可以更加穩定、高效、安全的進行煤礦電力系統運行，對電力系統繼電保護進行限時速斷保護的優化是非常必要的。由于煤礦礦井下電網非常復雜，各母線間短路電流的差距相對較小，如若控制不斷，母線電流將會混亂，這將會使得電力系統無法安全穩定的運行。針對此種情況，最佳的辦法就是優化限時速斷保護，使其可以在煤礦電力系統運行過程中，電流通過中央變之后，多級保護同時作用在電流上，使之可以選擇適合的傳輸方式更加安全、穩定的傳輸，這在很大程度上減低繼電保護越級跳閘的可能性，促使電力系統繼電保護整定得到優化。

由于按照同一靈敏度系數法來計算繼電保護的整定，需要在最小運行方式下提高線路末端線路短路時極端保護發現線路短路的靈敏度，才能夠有效的控制繼電保護裝置的安全性。利用函數表示為：

結束語：

繼電保護整定優化配合可以提高繼電保護裝置的應用性，使其在調節和保護電力系統的過程中，根據電力系統的需要適時適當的優化，促使電力系統安全、穩定、高效的運作。對于繼電保護整定優化配合，主要是對瞬時速斷保護和限時速斷保護進行優化，這將大大提高繼電保護的有效性，促使其在電力系統中充分發揮作用。

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