工廠配電系統中線路保護的方法研究

康亦娜

摘 要 當前我國社會經濟的迅速發展對于電能供應的穩定性有了更高的要求，不僅是對于整個社會和供電企業而言，對于每個具體的生產單元即工廠來說，配電系統的穩定性也是維持生產正常進行的方法。當前，繼電保護成為了工廠配電系統中線路保護的主要方法，文章根據當前工廠配電系統的線路特點，分析繼電保護的主要方法，并提出相關建議。

關鍵詞 工廠配電；配電系統；線路保護；繼電保護；工廠配電系統

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0133-01

配電系統對于工廠生產的重要意義不言而喻，它保證了工廠生產經營活動的正常進行，也涉及到工廠的經濟和員工的人身安全，對于工廠的和諧化和競爭優勢有著重要意義。在保證工廠配電系統的諸多方法中，線路保護地位重要，繼電保護的方法也有很強的適用性。

1 繼電保護概述

1.1 繼電保護的作用

在工廠、企業的配電系統中，系統的主要構成原件是變壓器、電機、電容器和一些配電裝置，它們所容許通過的電流和負荷都是根據絕緣損壞時間在合理階段內的長短來判斷的。但是因為配電系統本身具有故障易發性和非正常運轉性，所以配電系統中也常常會發生故障，最常見的是各種類型的短路，如三相短路、兩相短路和單相接地短路，除短路外，斷線故障也很常見，以及短路、電機事故、斷線等故障組合而成的復雜故障。

在系統出現短路等故障時，會對工廠和人們的生產生活帶來很大的不便。要保護幾點系統，最有效的方法就是迅速地診斷并切除故障點，并使其能夠在極短地時間內重新恢復。繼電保護裝置就是實現這樣一種功能的自動化裝置，它可以在小到百分之幾秒的時間內利用各種電器量的變化來自動處理事故。

當前工廠安裝的繼電保護裝置的作用主要有診斷故障、發出故障信號；自動切除故障；配合其他裝置減少故障發生率三個任務。

1.2 繼電保護裝置的基本要求

繼電保護裝置對于工廠配電系統的線路保護有著重要的意義，若想達到這樣的目標，繼電保護裝置必須要達到以下幾個要求。

1）具有自動選擇性，即在故障發生時，選擇性的保護一些裝置，使故障影響范圍縮小。

2）要靈活，對于所保護的裝置組成部分，要可以迅速地察覺出問題所在，及時發出警報，在業界，一般將繼電保護的靈敏性用Ksen系數來進行判斷。

3）繼電保護裝置的快速性要求也很高，動作能否迅速決定了能否將停電范圍縮小到最小。

2 工廠配電系統的特點

一般來說，工廠配電系統的高壓供電線路一般在6到10 kV，供電半徑一般不超過3千米，供電容量也不是很大，因而這種線路的繼電保護是比較簡單的，出現的線路保護問題也是較少的。一般，如果出現線路間的相間短路時，常常會自動觸發帶時限的過電流保護。

在一些觀點的場所或者配電單元出現特殊問題時，配電單元會臨時采用電流速斷保護。如果線路出現了相見的短路，一般的繼電保護方法是直接處置斷路器及跳閘設備，使得斷路器即使跳閘，故障被切除。

在我國，6至10 kV的配電系統是不屬于接地的配電系統的，所以當線路間發生相間短路時，接地的相對電壓是0，其他兩相對地電壓由相電壓升高為線電壓，但這并沒有改變線路的電壓相位和大小，也不影響另外的三相用電設備的正常運轉。機電保護器此時工作也相對簡單，安裝設置絕緣監察或者安裝設置接地，就可以處理故障。而當單相接地短路發生時，繼電保護器會發出警報信號，工作人員便可及時處理。

根據我國目前現行的電力規章制度的規定，電源中性點發生單行接地故障時，可以再故障運行兩小時，這時對不接地系統而言的；如果發生了接地故障，那么情況就完全不同，必須嚴格限制電路的繼續運行。短路電流將會很大程度上損壞和沖擊電路設備。

3 工廠配電系統中線路保護方法

目前我國通行的工廠配電系統中的線路保護方法主要有這樣幾種：定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、單相接地保護等，本文因篇幅原因，僅對內容較為復雜的單相接地保護作介紹。單相接地保護也有兩種方法：一是絕緣監視保護；二是零序電流保護。

3.1 絕緣監視保護

這種方法利用的是中性點不接地系統發生單相接地故障時出現的零序電壓特點，為變電所母線裝置套三相五柱式電壓互感器，三只相電壓表和一直線電壓表的互相配合和配置可以發實時監測單相接地故障。當故障發生，電壓表會出現“一低、二高、三不變”的反應。繼電器發出指示，工作人員對電壓表逐個拉開進行檢查，可以輕松發現哪條線路是故障線路。

3.2 零序電流保護

零序電流的線路保護原理是根據單相接地的線路故障時的電流變化特點，即單相接地線路故障的零序電流的產生，進而對其進行針對性保護。不過這種方法的應用范圍有限，主要集中在安裝有大中型配電系統的企業，故障的預警和解決都依賴零序電流傳感器的信號。需要注意的是，這種裝置的工作相對復雜，而且適用范圍有限。

4 結束語

本文從當前社會經濟用電的主要形式和工廠配電系統的現狀出發，分析了常見的幾種配電系統的問題，并對解決線路問題的繼電保護及繼電保護裝置做了分析，針對工廠配電系統中的單相接地線路保護方法進行詳細的論述。

參考文獻

[1]陸志平.論無人值班變電所的運行管理與故障處理[J].中國高新技術企業，2008（14）：15-18.

[2]路建濤，李超，陳乃科.煤礦供電專業設計有關問題探討[J].科技信息，2010（21）：41-44.

[3]李春平，薛海鴻.花土溝電力系統繼電保護改造方案的探討[J].科技經濟市場，2006（12）：28-29.

[4]劉峰，劉健，陳波，蘭莉紅.一起線路非全相引起的保護動作分析[A].2006中國電力系統保護與控制學術研討會論文集[C].2006.

[5]王薇，葉遠波.220 kV線路保護與斷路器邏輯回路協調應用研究[A].第十六屆（2008年）華東六省一市電機（電力）工程學會輸配電技術研討會論文集[C].2008.

[6]尤敏，張保會，張嵩，張偉剛.高壓直流輸電線路保護的現狀和展望[A].中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十四屆學術年會論文集（中冊）[C].2008.endprint