配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題以及改善方略

韓清波

摘 要：對配電系統(tǒng)實行繼電保護不僅能保護電網(wǎng)中的設備部件，而且將故障排除出電網(wǎng)，恢復正常供電。在文章中筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗，總結(jié)出配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題，有針對性地提出了解決繼電保護相關(guān)問題的對策，希望對配電系統(tǒng)安全運行有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；繼電保護；問題；改善

前言

配電系統(tǒng)繼電保護作為電力系統(tǒng)的自動保障措施得到了越來越廣泛的應用。近年來，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家學者加大了對繼電保護的研究力度，使得繼電保護技術(shù)得到了快速發(fā)展。但我國對繼電保護技術(shù)的研究起步較晚，研究相對較少，導致配電系統(tǒng)中的繼電保護仍存在一些問題。

1 配電系統(tǒng)繼電保護的原理及作用

配電網(wǎng)的主要任務是保證安全可靠地供電、管理電壓、分配負荷等，最終提供高質(zhì)量的電能。配電系統(tǒng)包括10kV、220kV和500kV不同類型，使系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及運行方式變得復雜，這凸顯了配電系統(tǒng)保護的難度和重要性。配電系統(tǒng)繼電保護可以對電源進線實行超過電路負荷時報警、定時限過流保護，或者對饋出線路實行電流速斷保護。配電系統(tǒng)繼電保護的作用原理如下：當電力系統(tǒng)中某個被保護的電器元件發(fā)生短路等故障時，繼電保護裝置接收到信號提示，并對故障的危害性進行判斷。如果故障的危害程度比較小，繼電保護裝置會自動對其延時處理，這樣可以有效避免因為外界干擾而導致的繼電保護裝置異動報警問題；當確認電器元件不能正常使用后，可以將此問題電器元件及時從整個電子系統(tǒng)中分離出來，在保護故障電器元件免受毀壞的同時，可以起到盡快恢復電力系統(tǒng)功能，使整個電子系統(tǒng)正常運行的作用。

2 當前配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題

繼電保護是保護配電設備的重要途徑，不過實際保護過程中還存在著一些問題，影響了電力的正常輸送。

2.1 設備老化嚴重

現(xiàn)階段我國配電系統(tǒng)中使用的繼電保護設備大部分比較老舊，自動化程度不高，導致繼電保護裝置不能充分發(fā)揮其作用。比如很多老式繼電保護裝置的節(jié)點處多出現(xiàn)氧化塵，這樣會使壓力降低，導致繼電保護裝置的敏感性和準確性下降，很容易出現(xiàn)當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時繼電保護拒絕啟動應急處理方案或者當異動問題較輕不會對電子系統(tǒng)構(gòu)成威脅時啟動了應急處理方案，把電器元件與整個電力系統(tǒng)進行了分離，甚至是越級跳閘問題的頻出。

2.2 短路電流造成電流互感器瞬間飽和

配電系統(tǒng)中的供應電流一般都很大，當變、配電所出口處發(fā)生短路時，短路電流甚至可以達到電流互感器一次側(cè)額定電流的幾十甚至幾百倍，使電流互感器變比的誤差加大，電流速斷保護可能停止工作。短路造成電流互感器飽和，定時限過流保護裝置拒動，從而擴大了故障影響的范圍，嚴重時可能導致整個配電系統(tǒng)癱瘓。

2.3 校驗裝置存在漏洞

當前我國所使用的配電系統(tǒng)繼電保護設備中的最重要裝置--保護校驗裝置仍以傳統(tǒng)儀器為主，在保護校驗的敏感性和準確性上均不高，嚴重影響了繼電保護裝置的工作效率和使用性能。再加上長期缺少必要的繼電保護技術(shù)圖紙等資料，使一般性檢查和專項檢查工作效率不高，往往只能“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”，無法系統(tǒng)地獲取第一手資料，使得保護校驗工作不能正常、順利地進行。

2.4 勵磁涌流的影響

電流速斷保護中沒有將配電變壓器正常運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的勵磁涌流這一影響因素給予足夠的重視和充分的考慮，會導致這時的勵磁涌流初始值遠遠大于無時限電流速斷保護值，這就造成一些變電所的輸出線在檢修問題時能正常工作運行，而當合上電器開關(guān)時反倒容易啟動跳閘這一保護處理機制，更有甚者會在電力系統(tǒng)運行過程中多次出現(xiàn)跳閘問題。

2.5 環(huán)網(wǎng)供電缺乏保護設施

我國配電繼電保護還不夠完善，由于技術(shù)等原因，環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)運行方式是開口運行，以負荷開關(guān)為主，用熔絲甚至直接用銅棒做繼電保護，很難協(xié)調(diào)繼電保護的選擇性。一旦發(fā)生線路故障，必然造成大面積的停電。

3 改善配電系統(tǒng)繼電保護的方略

3.1 加強常規(guī)檢查，發(fā)現(xiàn)設備隱患

狀態(tài)檢修是發(fā)現(xiàn)問題、預防、解決問題的最重要手段，配電系統(tǒng)繼電保護的常規(guī)性檢查包括：第一，清點各部位連接件焊點是否存在虛焊的情況，繼電保護裝置連接部位螺絲是否緊固。例如保護屏端子螺絲連接部位非常多，如果沒有檢查或者漏檢，很容易導致保護拒動、誤動的情況發(fā)生。第二，繼電保護裝置中插件是否結(jié)合良好也是影響繼電保護功能的重要因素。所以一般性檢查時要將插件重新插入、螺絲擰緊。同時各元件保護屏、控制屏和端子箱的螺絲是否緊固也是一般性檢查的重要工作。

3.2 加大資金投入，更新老化設備

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，配電系統(tǒng)繼電保護裝置和技術(shù)得到了很大改善。為了提高繼電保護的效用和性能，需要與時俱進地更新已經(jīng)老化或者頻出故障的繼電保護設備，同時加大對繼電保護工作的資金投入，以用來購買先進的繼電保護設備，學習先進的繼電保護技術(shù)，加強和發(fā)達國家的技術(shù)交流與互動，了解相關(guān)領(lǐng)域的最新動向和研究成果，使繼電保護系統(tǒng)更好地發(fā)揮其作用，保障配電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

3.3 避免短路造成電流互感器飽和

配電線路短路造成電流互感器飽和，在繼電保護中非常容易發(fā)生，造成設備靈敏度降低，而且對配電系統(tǒng)影響巨大。對此可以選擇較大額度比的電流互感器，例如10kV線路的電流互感器變比最好大于60/1。嚴格遵守速斷保護的原則，一旦超過規(guī)定的可靠系數(shù)值就立即實施斷電保護。盡量避免計量和保護共用電流互感器，減少電流互感器二次負載阻抗，使短路時電流互感器能感應到較多的電流，從而避免電流互感器飽和。

3.4 解決繼電保護校驗裝置漏洞

配電系統(tǒng)繼電保護校驗裝置漏洞的解決從兩方面入手。其一，加大配電系統(tǒng)繼電保護校驗裝置高性能儀器的建設投入。高精尖儀器不僅能保證繼電保護裝置的正常運行，更能提高校驗裝置的工作性能。其二，繼電保護相關(guān)圖紙資料的保管要系統(tǒng)化、制度化。各類繼電保護裝置和校驗裝置的圖紙資料對日后的保養(yǎng)維修有著非常重要的作用，所以要有專人對這類資料進行整理、核對和利用，使繼電保護能夠更好地發(fā)揮作用。

3.5 防止勵磁涌流引起的誤動

勵磁涌流是變壓器特有的電磁現(xiàn)象，我們要認識勵磁涌流的特性，才能解決涌流引起的誤動。勵磁涌流隨著時間的延長而衰減，所以要對電流速斷保護增加時間延時，一般情況下在電流速斷保護和加速回路中加入0.1秒到0.5秒的延時，這樣的涌流幾乎衰減到可控范圍內(nèi)，也不會再引起誤動。

3.6 完善環(huán)網(wǎng)供電的配套保護

環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電纜網(wǎng)絡采用的主要方式，不過目前環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)還沒有理想的繼電保護裝置，傳統(tǒng)的保護方式需要人工操作解除故障，無法適應區(qū)域化的環(huán)網(wǎng)電力運行，對此，可以結(jié)合配電自動化系統(tǒng)的建設，使繼電保護與自動化系統(tǒng)有機結(jié)合起來，在環(huán)網(wǎng)供電出現(xiàn)故障時自動進行修復，從而擴大對環(huán)網(wǎng)的繼電保護，這將成為是我國電網(wǎng)改革的重點。

4 結(jié)束語

人們對電力能源的依賴度越來越高，配電系統(tǒng)繼電保護的重要性也愈發(fā)明顯。面對當前配電系統(tǒng)繼電保護的問題，我們一方面要打好基本功，解決存在的問題，另一方面要對配電系統(tǒng)繼電保護發(fā)展的趨勢有所預測，迎接更大的挑戰(zhàn)。通過多方努力，共同提高配電系統(tǒng)繼電保護的效率和穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]謝冰.配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題及改進措施[J].科技創(chuàng)新導報，2013（36）.

[2]李愛玲.配電系統(tǒng)繼電保護若干技術(shù)問題的探討[J].太原大學學報，2012（4）.