基于繼電保護裝置對配網(wǎng)供電可靠性保障的分析

羅城

摘 要：為切實增強配網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性，本文就配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時的系統(tǒng)特點與配網(wǎng)中對繼電保護裝置的配置展開了深入的研究工作，結(jié)合本次研究，進一步提出了自動投入備用電源、正確配置階段式電流保護、合理使用重合閘等保障配網(wǎng)供電可靠性的措施，以期能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的有效保障。

關(guān)鍵詞：繼電保護裝置；重合閘；配網(wǎng)供電；系統(tǒng)故障

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在整個電力系統(tǒng)內(nèi)低壓配網(wǎng)系統(tǒng)是其中最為關(guān)鍵的一項構(gòu)成內(nèi)容，是聯(lián)系系統(tǒng)與用戶的重要紐帶，因此確保整個配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行將至關(guān)重要。為實現(xiàn)對配網(wǎng)供電可靠性的有效增強，在系統(tǒng)當(dāng)中常常會配置數(shù)量眾多的繼電保護裝置，繼電保護裝置可以在故障問題出現(xiàn)的第一時間便向有關(guān)工作人員發(fā)出警報信息亦或是自動排除配網(wǎng)系統(tǒng)故障，最終促使配網(wǎng)系統(tǒng)能夠得以安全、穩(wěn)定的運行，防止出現(xiàn)大的電力事故危險。

一、配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時的系統(tǒng)特點

通常情況下配網(wǎng)系統(tǒng)大都是經(jīng)消弧線圈接地亦或是中性點不接地的系統(tǒng)，在出現(xiàn)接地故障情況時，通過故障位置的電流基本上都是對地電容電流，若電容電流值明顯偏大，便極有可能會出現(xiàn)間歇性電弧情況，并將還有可能會引發(fā)正常相電壓上升現(xiàn)象，使得多點接地情況成為可能，然而在故障問題出現(xiàn)之初，因為故障電流值往往很小，而且三項間線電壓也未發(fā)生變化，因此，在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障之后仍可持續(xù)運行一段時間，若運行時間過長也存在著非故障相絕緣下降的風(fēng)險，并甚至?xí)纱嗽斐啥帱c接地產(chǎn)生負(fù)荷虧損。在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后，其電壓電流往往會表現(xiàn)出以下幾方面的特點：（1）電流。非故障相其零序電流數(shù)值將會與該線路的地電容電流相一致，故障相零序電流與整個非故障線路的電流集合相一致，接地點零序電流與整個系統(tǒng)的對地電容電流相一致。（2）電壓。在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)了接地故障情況后，其故障相的電壓便會歸零，非故障相的電壓值將會轉(zhuǎn)變?yōu)榫€電壓，三個線電壓大小與相位不發(fā)生改變，零序電壓大小轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚯妷骸＃?）相位。接地點零序電流超過前零序電壓值90°。因此，就結(jié)合上述特點來進行繼電保護核心性能的配置，可充分保障配網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時能夠被及時切斷，不影響到非故障線路的正常運行。

二、配網(wǎng)中繼電保護裝置的配置

（一）零序電流保護

這一保護方式是依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的零序電流來進行判斷的一種保護機制，其主要的功能價值體現(xiàn)在若系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題便會在線路內(nèi)部發(fā)生零序電流，繼電保護裝置選用本線路零序電流值，一旦電流與繼電保護裝置動作值一致便會即刻切除故障，然而在配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)通常不投入零序電流保護，這主要是由于在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，零序電流是整體系統(tǒng)對地電容電流，電流值相對偏小，因此無法對故障問題作出快速反應(yīng)，因而通常不采用零序保護。

（二）過電流保護

過電流保護在配網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用主要是以三段式為主，其中第Ⅰ段保護為電流速斷保護，其功能主要是應(yīng)用在對線路末尾故障的高效切除，動作時間為瞬時性，因此即被稱作是電流速斷保護，因此，愈發(fā)接近于故障點，與之相對應(yīng)的動作值便會愈發(fā)減小，所作出的動作相對也將會更加靈便。第Ⅱ段保護為限時限電流保護，其功能是將線路上第Ⅰ段所無法排除的故障進行切斷，同時還具備一定的延時特性，因此也時常被稱作是限時限電流保護，在這一段保護當(dāng)中通常會與后一級電路的Ⅰ段進行協(xié)同配合，便可對整個配網(wǎng)系統(tǒng)運行的有效保障。第Ⅲ段保護即為定時限電流保護，其咋配置之時所依據(jù)的原理和前兩段完全不同，主要是依據(jù)過負(fù)荷進行配置，每一段保護均具備其自身的固定時間與數(shù)值，同時由用戶至電源點，動作時間不斷延長，電流值也持續(xù)增大，此類配合方式可有選擇性的進行故障切除，然而在逐步接近電源點的過程當(dāng)中，一旦故障電流增大且動作時間延長，便很有可能會造成電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p毀，因此基于這一狀況下需將Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保護同時應(yīng)用，以便給予主后備保護互相協(xié)同配合應(yīng)用。

三、保障配網(wǎng)供電可靠性的措施

（一）自動投入備用電源

經(jīng)有關(guān)調(diào)查研究表明，在架空線路所發(fā)生的故障問題中，其中超過九成以上是由于瞬時性故障所引發(fā)的，例如飛鳥、雷擊等因素所造成的短時性故障問題，盡管這些故障經(jīng)過短時間后便會消失，然而因為短路所導(dǎo)致的故障點仍舊通過電弧在持續(xù)對周圍空氣進行放電，在故障時間與繼電保護動作時間相一致后，保護動作便會將線路兩側(cè)的斷路器切斷，此時故障點因不具備電持續(xù)供電的電源點，其故障點也便開始逐漸熄弧，待到完全熄弧以后，故障線路便可正常運行，若這時可將兩側(cè)斷路器合上確保電路供電的連續(xù)性，此舉不但有助于保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，還可大大減小受損程度。因而，在變電站內(nèi)配置具備重合閘功能的繼電繼電保護裝置，所依據(jù)的原理即：若線路瞬時故障排除后，便可自行恢復(fù)供電；若線路故障已恢復(fù)便可持續(xù)供電；若線路故障未完全恢復(fù)，應(yīng)在重合之后加速跳閘，以保障電網(wǎng)的安全性。

重合閘保護的特點具體可概括如下：

（1）可實現(xiàn)對瞬時性故障的快速恢復(fù)，有助于保障電力供應(yīng)的可靠性。

（2）可實現(xiàn)對因為繼電保護錯誤操作行為、斷路器機構(gòu)失靈等因素導(dǎo)致的不正常跳閘利用重合閘補救。

（3）可實現(xiàn)對系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性的全面提升，促使系統(tǒng)更快的回歸至原本的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)之中，有助于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（二）正確配置階段式電流保護

在目前的配網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中對于電流保護普遍采用三段式方式，電流速斷保護能夠大幅度縮短故障切斷的間隔時間，通常情況下充當(dāng)線路保護的主保護，限時電流速斷保護確保了對全線故障的完全切除，作為電流速斷保護的后備支持，在電流速斷難以正常發(fā)揮作用是，限時速斷保護便可切斷故障問題。在日常配置方面，必須對電流正定數(shù)值與動作時間進行精確計算，在確保線路能夠達(dá)到良好選擇性的前提下還應(yīng)同時考慮到高效、便捷等多方面要求。

（三）合理使用重合閘

為促使整體配網(wǎng)供電的安全、可靠，在變電站內(nèi)通常還需預(yù)先設(shè)置自投裝置，在供電線路出現(xiàn)故障問題以后可將之自動投進備用電源并確保用戶能夠為之提供以持續(xù)性的電力供應(yīng)，在備用電源投入前，還必須保障工作電源已完全切除，以免備用電源自動投入至故障相，一旦出現(xiàn)此類情況不但會導(dǎo)致自投裝置失去原有效果，甚至還會加大故障問題的發(fā)生范圍，對電力設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷。

結(jié)語

總而言之，在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中配網(wǎng)所起到的作用價值至關(guān)重要，其主要負(fù)責(zé)將系統(tǒng)與用戶進行連接，因此必須確保配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。為切實提升配網(wǎng)在實際運行過程當(dāng)中的可靠性，還需在系統(tǒng)內(nèi)部配置大量的繼電保護裝置，以便能夠更加在系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時可直接向工作人員發(fā)送報警信息亦或是自動排除故障，以便實現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，最大程度地避免電力事故危險的發(fā)生。

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