繼電保護電力系統的短路保護分析

劉薇 牟超

摘 要：近年來，科學技術不斷升級，電力系統短路保護關鍵技術取得了良好的應用效果，在繼電保護電力系統中頻繁應用，這對電力系統有序運行，電力系統安全性提升有重要意義。此外，短路保護關鍵技術還能起到短路故障幾率降低、電力資源節約的作用，能夠擴大電力企業經濟利潤空間。本文這一論題具有探究必要性，論題分析的現實意義較顯著。

關鍵詞：繼電保護;電力系統;短路保護

電力系統不管是各行業發展中，還是在人們日常生活中，都占據著非常重要的因素。但是，在運行的過程中，經常會受到一些因素的而影響，經常會產生運行故障，例如：短路等方面，若是不能進行及時的維護，就會影響電力系統的正常供電，電力企業的經濟效益也會有所下降。因此，本文對繼電保護電力系統短路保護的相關內容，進行了深入的分析和研究，提出了一些保護措施，主旨就是保證電力系統供電的穩定性，降低運行故障發生的系數。

一、引發繼電保護電力系統短路故障的主要因素

（一）絕緣體

從電力系統的方面來分析，短路故障發生主要表現在橫向系統和縱向系統等方面，主要是因為由于導體的不同，并且保護力度相對較差，進而導致短路故障的發生。導體出現短路故障的因素主要是因為電力系統內部絕緣體，出現受損的現象，進而影響橫向系統和縱向系統運行的穩定性。其實，絕緣體是屬于一種的不容易導電的物質，那么在電流穿過的時候，絕緣體主要是根據自身的性能，利用較強的電阻將電流和其它物質進行絕緣。但是，若是絕緣體若是受到損壞，絕緣體的自身行性能就會消失，這樣電流就會任意的穿過，在這個過程中，一旦電流相對較大，就會導致繼電保護電力系統短路故障的發生。另外，電力人員在電力作業的過程中，若是出現存在誤差，或者違反規定的作業行為，都會引發繼電保護電力系統短路故障的發生，影響了系統供電的穩定性和安全性。

（二）三相系統

從三相系統的角度分析，三相系統短路故障主要是指電力系統中的橫向故障，具體來說，三相系統短路故障主要體現在三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路等方面，并且三相系統短路故障主要是因為三相阻抗產生異常，發生短路的時候電流和電壓是處于相等的狀態，一般都是以單相短路為主，三相短路產生的概率不是很高。但是，一旦發生三相短路的話，其影響范圍是非常大的，繼電保護電力系統安全性和穩定性隨之下降。

（三）電力用戶方面

由于地區的發展程度和經濟程度等方面的不同，人口密度也有著很大程度上的不同，和對電力需求的程度也是不相同。針對人口密集的城市，用電量是非常大，因此對繼電保護電力系統的建設也相對較大，電纜線路交叉重疊，并且由于繼電保護電力系統相關設備和電纜線的長時間使用，經常出現設備老化、電纜線絕緣受損的現象，若是不及時的進行有效解決，就會影響繼電保護電力系統的正常運行。另外，針對人口較少的地區，由于技術跟不上，工作人員也不夠專業，這樣很難定期展開繼電保護電力系統安全檢驗工作，其中所存在的安全隱患便不能有效消除，增加了繼電保護電力系統短路故障發生的概率。

二、繼電保護電力系統短路的防治措施

（一）規范設計，重視線圈制造的軸向壓緊工藝

制造廠家在設計時，除要考慮變壓器降低損耗，提高絕緣水平外，還要考慮到提高變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多變壓器都采用了絕緣壓板，且高低壓線圈共用一個壓板，這種結構要求要有很高的制造工藝水平，應對墊塊進行密化處理，在線圈加工好后還要對單個線圈進行恒壓干燥，并測量出線圈壓縮后的高度;同一壓板的各個線圈經過上述工藝處理后，再調整到同一高度，并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規定的壓力，最終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中，除了要注意高壓線圈的壓緊情況外，還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。由于徑向力的作用，往往使內線圈向鐵心方向擠壓，故應加強內線圈與鐵心柱間的支撐，可通過增加撐條數目并采取厚一些的紙筒作線圈骨架等措施來提高線圈的徑向動穩定性能。

（二）避雷針的安裝

雷擊很容易對繼電保護電力系統內部和外部等方面進行損壞，若是情況相對嚴重的話，很容易產生起火、停電、設備損壞等方面。因此，在變電站各項設備安裝的過程中，需要根據實際情況安裝避雷針，來避免雷擊對繼電保護電力系統的損壞。另外，在避雷針安裝的過程中，一定要根據運行狀態，選擇合適的避雷針類型，保證兩者處于一致的狀態。同時，在避雷針安裝的過程中，一定要做好各個線路的連接，避免引發其它故障的發生。

（三）日常維護

日常維護是保證繼電保護電力系統穩定、安全運行的關鍵，主要在固定的周期對繼電保護電力系統進行維護，降低短路故障的發生。那么，在日常維護的過程中，一定要從以下幾個方面展開：（1）在日常維護的過程中，一定要提升工作人員的專業性，避免發生操作錯誤的現象發生，尤其是在電網密集的區域。（2）針對繼電保護電力系統日常的運行狀態，需要編制短路故障日常維護方案，對其中存在的不確定因素進行分析，并且做好相應的預防措施，降低繼電保護電力系統短路故障發生的概率。（3）在日常維護的過程中，一定要利用有效的監控技術，加強對繼電保護電力系統運行的實時控制，并且與網絡系統進行有效的聯系，這樣一旦發生短路故障，可以及時的傳輸到監控中心，根據傳輸的參數進行處理，避免繼電保護電力系統短路的故障的發生。

三、繼電保護分析

（一）熔斷器保護

其實，最早短路保護一般是以電源端的電流增大造成線路發熱而設計的，熔斷器就是其中的一個，是起到發熱和自熔的功能。在系統運行的過程中，若是電流足夠大的話，熔斷器的溫度會先于系統其他部分而升高到將自身熔斷的臨界點，從而切斷電流。同時，熔斷器屬于一種一次性保護的組件，是不可重復使用的，主要是因為熔斷器在切斷故障一相電流后，這樣還會保證功供電的穩定性，但是還會隱藏故障隱患。另外，隨著電流系統的不斷發展，三聯裝熔斷器逐漸應用到其中，在運行的過程中若是其中一個發生熔斷，另外兩相卡死機構中會有一個被彈簧鎖死的機構收回，導致另外兩相的熔斷器一起跌落。但是，熔斷過程是需要一個周期的，在這個周期可以通過相應技術進行調整，避免影響繼電保護電力系統的正常運行。

（二）零序電流保護

短路故障現象的發生，都會直接影響繼電保護電力系統運行的穩定性，內部電流相位紊亂，也就是零序電流保護。因此，為了保證繼電保護電力系統運行的穩定性，一定要對該方面給予足夠的重視。同時，在固定的時間內部，可以將零序電流整定的短路繼電保護取代相電流保護，并且一定要對其內部電流系統進行梳理，這樣才能盡最大可能保證電流運行的有序性，避免發生紊亂的現象，降低繼電保護電力系統短路故障現象發生的概率。

（三）智能化保護

在上個世紀90年代，單片機技術和PLC技術得到了廣泛的應用，并且在程序化保障的智能綜合保護模塊基礎之上，實現繼電保護電力系統智能化保護的模式。同時，智能化保護的過程中，一定要正確安裝探頭，這樣工作人員將繼電保護電力系統的運行參數輸入到其中，這樣可以對繼電保護電力系統進行綜合性的保護，降低漏電、短路、過熱、過負荷、缺相、欠壓等現象的發生。

四、結論

綜上所述，本文在引發繼電保護電力系統短路故障的基礎之上，提出了一些保護措施，并且以110kV繼電保護電力系統為例，對短路電流計算的一些相關內容，進行了闡述和分析，其主要目的就是保證繼電保護電力系統運行的穩定性和安全性，避免短路故障發生概率，提升電力行業經濟效益的同時，也為電力行業的發展，給予一定的支持。

參考文獻

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