配電系統繼電保護存在的問題分析

馬利祥

（大慶油田天然氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著用電企業的增加，我國電力系統的壓力也不斷加大。電力系統的設備類型復雜、運行方式多樣，給繼電保護的工作帶來很大的挑戰。目前我國的繼電保護系統仍然存在很多問題，給電力系統的正常運行帶來了嚴重的影響。這就需要盡早對配電系統繼電保護進行升級改造，使繼電保護系統不斷完善。這樣才能不斷地適應我國電網建設的發展步伐。

1 配電系統繼電保護概述

1.1 配電系統繼電保護及其組成

配電系統繼電保護可以在電力系統發生故障或異常情況時，以最快的反應速度將故障設備從系統電源中切除，并對電源進線實行超過電路負荷時報警，避免設備受損，減輕故障對相鄰地區的供電影響，同時能夠讓電力系統繼續安全穩定的運行。繼電保護由饋出線路、電源進線組成。饋出線路負責電流速斷保護，小電流接地報警等；電源進線負責輕、重瓦斯及溫度保護，過負荷報警及差動保護，定時限過流、速切保護等。

1.2 配電系統繼電保護配置原則

電力系統由發電、送電、變電、配電和用電等環節構成。同時還包括繼電保護、通信、調度自動化等設備。要保證電力系統安全穩定的運行，必須配置安全可靠的繼電保護裝置。配電系統繼電保護配置要滿足以下幾個原則。（1）要根據保護對象的故障特征來配置。繼電保護裝置判斷保護對象是否存在故障或異常工況是通過對保護對象運行狀況的故障量來判斷的。故障量與電力系統運行環境和被保護對象有關，最基本的如功率、頻率、阻抗等電力元件的電流和所在母線的電壓引起的量構成了電流保護、電壓保護、阻抗保護等設施。（2）要盡量簡化二次回路。繼電保護系統由繼電保護裝置和二次回路構成，二者都是不可或缺的重要組成部分。二次回路能夠保障電力生產的安全，保證繼電保護裝置正常工作，在繼電保護系統中發揮著不可替代的作用。二次回路過于復雜有可能導致保護裝置失靈發生錯誤操作，因此要簡化二次回路的接線。（3）根據保護對象的電壓等級和重要性進行配置。繼電保護隨著電壓等級的不同配置也隨之需要更改。在高壓電網中220kV及以上設備要配置2套主保護。對電壓等級低的系統則可以采用遠后備的方式，即在配套的保護裝置作出反應之前，相鄰保護裝置延時跳閘。（4）注意相鄰設備保護裝置的死區問題。在設計保護裝置時要合理分配電流互感器繞組,2個設備的保護范圍要有交叉，防止設備的保護裝置之間留下死區。

2 配電系統繼電保護存在的問題

2.1 繼電保護設備老化

我國電力系統自建設初到現在設備一直處于工作狀態，很多設備老化嚴重。目前，我國很多配電系統的繼電器都是20世紀70、80年代的老式繼電器。這些老式繼電器由于配置落后的問題常常會造成保護誤動、壓力不夠、節點氧化塵過多等問題。而二次回路的交流回路實驗端子老化，銹蝕會導致電阻過大，引起開路、保護誤動或拒動等問題。二次回路直流部分在低電和失電的情況下很難保證動作的可靠性，甚至會擴大事故的影響范圍。

2.2 電流互感器飽和

近幾年隨著電力需求的增加供電系統的規模也在不斷的擴大。在如此龐大的供電系統中，低壓配電系統短路時的電流不斷增大。這就容易造成電流互感器變比誤差增加，電流速斷保護的靈敏度就會相應的降低，從而導致拒動。由于電流互感器飽和，定時限過流保護裝置也會產生拒動。這樣就需要主變壓器后備保護來切除故障設備，拖延了故障反應的時間，容易造成故障影響的范圍擴大。如果配電所的過流保護拒動則將影響整個配電所工作的正常進行。

2.3 環網供電無保護

我國環狀配電網一般不設短路器和保護，而是采用負荷開關。因為裝設斷路器會改變系統的運行方式，導致負荷轉移，繼電保護無法協調選擇正常工作。環網一旦發生故障，則全部環網停止供電，再由人工對網絡重構進行操作并恢復供電。這樣就導致故障的影響范圍涉及面廣，難以進行有效的控制。一般單純的靠設置熔絲的辦法只能針對小容量的環網起到一點效果。對變壓器容量較大的用戶范圍難以采取有效的手段進行保護。

2.4 繼電保護校驗裝置存在漏洞

隨著電網運行時間增加，技術改造等問題的提出，我國繼電保護校驗裝置問題顯現。首先現場資料不全。在某些變電站由于管理存在問題導致繼電保護的圖紙資料破損、丟失不全，這給繼電保護的工作人員帶來很大的困擾。還有一些變電站由于技術改造增加了工作量，導致相關的技術圖紙難以補齊，這就給繼電保護的配置和維護增加了很多安全問題。其次，儀器儀表性能低下。儀器儀表能夠幫助工作人員更為精確地判斷設備的運行情況，提高工作人員的工作效率和校驗質量。但是由于設備老化等問題，儀器儀表的工作性能低下，難以有效幫助工作人員進行接線工作。這嚴重影響了保護校驗工作的效率和質量。

3 配電系統繼電保護改進措施

3.1 加大資金投入更新老化設備

供電企業應直面設備老化帶來的相關問題，加大資金投入力量，使繼電保護老化的設備能夠及時更換，提高保護設備工作的安全可靠性。保護校驗是保護裝置正常運行的重要環節，校驗的結果是否準確直接影響保護裝置的運行效果。所以，供電企業應及時更新保護校驗設備，使供電網絡的建設工作趨于完善。在不影響正常供電設備運行的情況下，確保回路之間有足夠的保護整定時間。

3.2 避免電流互感器飽和

避免電流互感器飽和首先要從電流互感器的變比入手。電流互感器要根據線路保護的最大通過電流選擇變比，盡量選擇變比較大的電流互感器，這樣設備不容易飽和。其次要減少電流互感器二次負載阻抗。保護和計量不能共用電流互感器，同時適當縮減電纜的長度、適當加大截面來減少負載阻抗。第三要遵守速斷保護原則。一旦電流超過規定的可靠系數值就要立即實施斷電保護。使短路時電流互感器能夠感應到較多的電流，從而避免電流互感器飽和。

3.3 完善環網供電的保護設施

環網供電發生故障后需要人工操作才能恢復正常供電。目前環網結構主要采用的是電纜網絡。沒有針對環網保護的理想繼電保護裝置。但是一些自動化設備能夠有效起到快速隔離故障、恢復供電的作用。因此電力企業可以增設一些配電自動化設備來提高環網預防和處理故障的能力。自動化設備能夠在環網出現故障時自動對系統進行修復，大大縮短故障處理的時間，能夠在很大的程度上減少故障對配電系統造成的大范圍影響。

3.4 解決繼電保護校驗裝置漏洞

配電系統繼電保護校驗裝置存在很多的漏洞，想要有效的解決這一問題可以從以下幾方面進行。（1）加強對繼電保護相關圖紙資料的管理，建立相應的管理制度。繼電保護相關的圖紙資料對于電力系統的后期建設有著重要的作用。所以要重視這些資料的管理工作，由專人負責管理，并建立健全的管理制度，以防資料損壞、遺失造成設備維修困難等問題。同時資料的取用、回收都需要進行嚴格的管理，使資料能夠得到合理利用的同時，確保繼電保護工作順利的進行。（2）提高儀器儀表的設備使用性能。提高儀器儀表設備的使用性能，能夠有效提高校驗裝置的精確性和工作人員的工作效率，也能夠保證繼電保護裝置的正常運行。

4 結語

綜上所述，配電系統繼電保護能夠保證電網系統的安全運行，使設備避免遭到損壞，減小電網故障影響的范圍。但繼電保護裝置由于設備老化、電流互感器飽和、校驗裝置漏洞等問題使設備在發生故障時難以得到有效的保護，因此對配電系統繼電保護實行改進措施勢在必行。防止繼電保護出現問題，確保電網安全穩定的運行是每個電力工作人員必須要考慮的問題。這也是電力企業急需解決的重要工作。隨著科技的不斷發展，新問題也會隨之而來，電力企業要想提高市場競爭力，就要積極應戰，做好電力系統的保護工作，提高系統運行的效率。