淺析中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常見問題及應(yīng)對措施

廣東怡信電力工程有限公司 蔡其昭

淺析中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常見問題及應(yīng)對措施

廣東怡信電力工程有限公司 蔡其昭

近年來我國國民經(jīng)濟(jì)取得了快速的發(fā)展，電力資源對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ饔兄匾闹巫饔谩．?dāng)前電力資源的供需矛盾尖銳，國家以及人們對用電安全以及電力供應(yīng)有著更高的要求。中壓配電是我國配電系統(tǒng)中最為常用的，所以必須做好中壓配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作。本文正是基于這個背景，深入探討了中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)概念，并深入分析了當(dāng)前中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)中存在的問題并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

中壓配電系統(tǒng)；問題；繼電保護(hù)；應(yīng)對措施

電力系統(tǒng)中的電氣線路把電氣設(shè)備連接起來,但是由于我國地大物博以及地質(zhì)地形復(fù)雜多樣的特點,所以電力系統(tǒng)受外界環(huán)境的影響。電力系統(tǒng)隨著時間的流逝,會發(fā)生一些故障。然而這些故障會阻礙電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,中壓配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中有著重要作用,中壓配電系統(tǒng)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性決定了電力系統(tǒng)是否能安全有效運(yùn)行。鑒于繼電保護(hù)工作在中壓配電系統(tǒng)中的重要作用,作為新時期下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)人員,必須注重日常工作經(jīng)驗的總結(jié)與反思,對當(dāng)前中壓配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)存在的問題有個基本的認(rèn)識,這樣才能提出針對性的措施。旨在與同行交流,促進(jìn)電力行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。

1 中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)概念以及保護(hù)價值

繼電保護(hù)顧名思義指的是安裝一部分自動化的元件在電力系統(tǒng)中,一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,這些元件將自動隔離故障,保護(hù)整個系統(tǒng)不受故障部分的影響,通過繼電保護(hù)裝置來控制、檢測以及監(jiān)控整個電力系統(tǒng)。

在電力系統(tǒng)中安裝繼電保護(hù)設(shè)備的價值在于,配電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)故障,繼電保護(hù)設(shè)備就能立刻把出現(xiàn)問題的元件進(jìn)行切斷,避免整個配電系統(tǒng)與出現(xiàn)故障的元件有聯(lián)系。全面監(jiān)控整個電力系統(tǒng),并確保電力系統(tǒng)的安全性以及可靠性,把電力損失控制在一定范圍內(nèi),避免電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的安全事故,確保整個配電系統(tǒng)安全、高效以及穩(wěn)定的運(yùn)行。中壓繼電保護(hù)配置及自動裝置圖如圖1所示[1]。

2 當(dāng)前中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)中的問題分析

2.1 定值方面配合存在漏洞

中壓配電系統(tǒng)中,電流電壓的保護(hù)主要依靠微機(jī)技術(shù)的利用。必須把過流時間級差控制在0.3—0.5秒范圍內(nèi),速斷時間必須為0秒,速斷保護(hù)出口的時間必須控制在40ms作用。

中壓配電系統(tǒng)受負(fù)荷密度以及地理條件的影響,致使自變電所中壓母線存在數(shù)量多,最終環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)得以形成。其典型結(jié)線如圖2所示。如果輸配電之間的距離較近的話,輸電電纜較短,從而使電阻變小,增大負(fù)載的電流,一旦開閉所的較短距離以及內(nèi)部饋線出現(xiàn)故障,因為沒有把時間階梯設(shè)置在速斷保護(hù)裝備上,所以繼電保護(hù)器就具備時限配置方面的漏洞。要想把故障快速切除,繼電保護(hù)器就必須立刻促使自動跳閘,甚至出現(xiàn)越級跳閘的現(xiàn)象,故障系統(tǒng)就會有所擴(kuò)大,停電現(xiàn)象就會屢次發(fā)生。

圖1 中壓繼電保護(hù)配置及自動裝置圖

圖2 中壓配電系統(tǒng)典型結(jié)線圖

2.2 電流互感器存在過于飽和的問題

由于我國電力能源供需矛盾較尖銳,國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的日常生活工作對電力資源的需求量增大,所以不斷擴(kuò)大電力系統(tǒng)的規(guī)模,中壓配電系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生短路故障的幾率也會增大。如果配電站出口發(fā)生短路的故障,而短路電流本身較大,甚至是正常電流的幾百倍,比電流互感器中的額定電流還高。

一旦穩(wěn)態(tài)短路現(xiàn)象出現(xiàn)在配電系統(tǒng)中,電流互感器的變比誤差則由一次短路電流來決定,一次短路電流與電流互感器的變比誤差呈正比,一次短路電流增大,電流互感器的變比誤差則會增大,反之亦然。所以電力系統(tǒng)中,靈敏度不高的電流速斷保護(hù)器就會因此拒絕相關(guān)動作,故障部位的切除則不能及時得以實現(xiàn)。

中壓配電系統(tǒng)中由于存在過于飽和的電流互感器,配電系統(tǒng)如果出現(xiàn)短路故障,二次側(cè)的電流不僅不能真實、及時的反應(yīng)故障電流,而且會阻礙電流速斷保護(hù)裝置的正常工作。從而電流速斷保護(hù)裝置就會喪失原本的保護(hù)功能。

中壓配電系統(tǒng)中的出線處如果出現(xiàn)短路故障,則必須利用主變壓器進(jìn)行后備保護(hù),或者利用母聯(lián)斷路器把相關(guān)故障進(jìn)行切除,從而避免較大電氣事故的發(fā)生、避免故障范圍的擴(kuò)大、避免故障時間的延長、確保電力系統(tǒng)能不受故障影響而順利進(jìn)行。

2.3 勵磁涌流存在問題

中壓配電系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)工作時必須采用電流速斷保護(hù)這項重要措施。電流速斷保護(hù)的主要設(shè)計思路在于通過研究躲過線路終端的三相電流、電路運(yùn)行中的最大負(fù)荷,并且確保可靠系統(tǒng)在1.2以及以上。由于輸電線路具有長度較長的特點,再加上電力系統(tǒng)本身阻抗大,所以配置數(shù)量較多的配電變壓器,把動作電流值控制在最小范圍內(nèi),這樣才能確保保護(hù)工作的精確性和可靠性。

電流在平常的整定中,傳統(tǒng)的方法已不能適應(yīng)當(dāng)前配電變壓器的情況,因為傳統(tǒng)方法并無考慮投運(yùn)配電變壓器的過程中無時限電流速斷保護(hù)受勵磁涌流的影響的情況。所以在實際運(yùn)行過程中,勵磁涌流的初始值通常會大于無時限電流速斷最初所設(shè)立的保護(hù)值,而中壓輸電線路存在較多的電力系統(tǒng),在通過檢修工序之后雖然可以把開關(guān)合上,但是運(yùn)用在實際運(yùn)行中,勵磁涌流的影響會造成電力系統(tǒng)屢發(fā)保護(hù)性動作跳閘的現(xiàn)象,停電次數(shù)就會增多,電力能源則不能得到正常供應(yīng),國家經(jīng)濟(jì)以及人民日常生活、工作則會受到影響[2]。

3 加強(qiáng)中壓配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的措施

3.1 利用線路縱聯(lián)差動保護(hù)來主保護(hù)線路

輸電線路如果較短,一旦平常的電流電壓器保護(hù)不能實現(xiàn)電流速斷上級以及下級的保護(hù)時,就必須利用線路縱聯(lián)差動來進(jìn)行線路的主保護(hù)工作,提高電網(wǎng)在繼電保護(hù)快速性方面的選擇性。比如在圖2中AaBbCc這幾處采用的是型號為csc-213的繼電保護(hù)裝置,一旦線路出現(xiàn)短路的故障,相應(yīng)線路的差動保護(hù)啟動開關(guān)將會自動跳閘,把故障部位進(jìn)行隔離,相鄰線路也會進(jìn)行判斷,一旦發(fā)現(xiàn)故障在自己的區(qū)域之外,便會保持開關(guān)狀態(tài),越級跳閘的現(xiàn)象就不會發(fā)生。csc—213是通過光纖來進(jìn)行閉鎖信號的傳遞,距離較短的線路若采用此種型號的裝置便可以降低一定的成本。

3.2 電流互感器方面的措施

電力企業(yè)工作人員在選擇電流互感器時,必須注意電流互感器的變比。中壓配電系統(tǒng)采取繼電保護(hù)措施時,必須把電流互感器的變比控制在300/5以及以上,變比不可太小。

電力企業(yè)的工作人員注意電流互感器上應(yīng)避免增加二次負(fù)載,電流互感器應(yīng)該獨(dú)立使用,并且控制好電流互感器的數(shù)量。確保繼電保護(hù)裝置以及電力系統(tǒng)中的計量裝置都能正常運(yùn)行,不受彼此的干擾。電力企業(yè)工作人員必須注意控制二次側(cè)電纜的橫截面面積以及長度。電流互感器如果具備測控以及保護(hù)的性能則會更好,電流互感器過于飽和的情況則不會發(fā)生。

3.3 涌流引起誤差方面的措施

勵磁涌流具有規(guī)律性的特點,時間一旦流逝勵磁涌流則會日漸衰減。勵磁涌流量在最初都很大,小型的變壓器隨著工頻周波的影響會減小勵磁涌流量。電力企業(yè)相關(guān)人員可以從這一特性出發(fā),避免大量勵磁涌流的發(fā)生。可以借助時間的方式,避免誤動作的發(fā)生。適當(dāng)延長保護(hù)設(shè)備的回路的時間,把延時時限控制在0.1—0.5秒的范圍內(nèi)。延長時限的方式不用改造相關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備就可以直接減少勵磁涌流的影響,降低電力企業(yè)不必要的成本開支[3]。

4 結(jié)語

綜上所述,繼電保護(hù)工作在中壓配電系統(tǒng)中有著重要作用,繼電保護(hù)工作是否到位在一定程度上決定了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性是否得到保障、電力系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行、電力企業(yè)是否能獲得足夠的經(jīng)濟(jì)效益實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。電力企業(yè)必須從當(dāng)前中壓配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)工作的情況出發(fā),采取適宜的措施,保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

［1］劉增棟.10kv配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常見問題及應(yīng)對措施［J］.電子制作,2015,01:228.

［2］吳文勝,王桃友,宋剛.10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試的常見問題分析［J］.通訊世界,2014,06:75-76.

［3］易漢誠.10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題及應(yīng)對措施探析［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2014,11:71-72.