論繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

秦俊俊

摘 要：隨著市場(chǎng)對(duì)電能在質(zhì)量方面、穩(wěn)定性方面要求越來(lái)越高，電力企業(yè)應(yīng)不斷電能供應(yīng)的能力及電力系統(tǒng)的保護(hù)，特別是對(duì)于短路故障提出針對(duì)性的解決措施，確保電能持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。文章介紹了繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障及原因，然后具體分析短路保護(hù)技術(shù)，最后提出繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理措施。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)；短路保護(hù)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）28-0154-02

Abstract： With the increasing demand for the quality and stability of electric energy in the market， power enterprises should keep on the ability of power supply and the protection of electric power system， especially put forward the corresponding measures to solve the short circuit fault， to ensure a continuous and stable supply of electricity. This paper introduces the short circuit fault of relay protection power system and its causes， then analyzes the short circuit protection technology in detail， and finally puts forward the measures to deal with the short circuit fault of relay protection power system.

Keywords： relay protection； power system； short circuit protection； key technology

前言

近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷升級(jí)，電力系統(tǒng)短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果，在繼電保護(hù)電力系統(tǒng)中頻繁應(yīng)用，這對(duì)電力系統(tǒng)有序運(yùn)行，電力系統(tǒng)安全性提升有重要意義。此外，短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)還能起到短路故障幾率降低、電力資源節(jié)約的作用，能夠擴(kuò)大電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)空間。本文這一論題具有探究必要性，論題分析的現(xiàn)實(shí)意義較顯著。

1 繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障及原因

1.1 故障

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行期間極易發(fā)生短路故障，常見(jiàn)故障集中體現(xiàn)在電力用戶、絕緣體、三項(xiàng)系統(tǒng)等方面，針對(duì)常見(jiàn)短路故障處理時(shí)，應(yīng)首先了解短路故障產(chǎn)生的原因，這能為短路故障處理、短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用提供機(jī)會(huì)。

1.2 原因

對(duì)于電力用戶故障：電力系統(tǒng)建設(shè)存在明顯區(qū)域差異，主要因?yàn)椴煌瑓^(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量不盡相同，人口數(shù)量較多的區(qū)域，電力資源需求相應(yīng)增多，電力系統(tǒng)建設(shè)活動(dòng)隨之增加，同時(shí)，電力用戶故障發(fā)生頻率較高。人口密度較大的區(qū)域存在線路老化、線路破損（如圖1）等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，主要原因即電力用戶使用電力設(shè)備、電線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，如果電力設(shè)備未能及時(shí)維修、養(yǎng)護(hù)，電線未能及時(shí)更換，極易產(chǎn)生安全事故。

對(duì)于絕緣體故障：電力系統(tǒng)導(dǎo)體存在差異，導(dǎo)體保護(hù)工作一旦被忽視，那極易出現(xiàn)短路故障，其中，最為重要的原因即絕緣體破損，導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性得不到保證。一旦絕緣體性能降低，那么絕緣作用會(huì)逐漸削弱，電流流通得不到有效控制，當(dāng)流通電流超過(guò)規(guī)定的電流值時(shí)，則電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生幾率會(huì)提高，影響電力系統(tǒng)安全性。

對(duì)于三項(xiàng)系統(tǒng)故障：這一故障主要指的是橫向故障，故障產(chǎn)生的原因即三項(xiàng)阻抗非正常運(yùn)行，故障表現(xiàn)為單相接地短路、三相短路、兩相接地短路等。這類故障發(fā)生幾率雖然不高，一旦出現(xiàn)三項(xiàng)系統(tǒng)故障，會(huì)大大降低電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且影響范圍會(huì)逐漸擴(kuò)大[1]。

2 短路保護(hù)技術(shù)具體分析

短路保護(hù)技術(shù)分析主要從智能保護(hù)、相電流保護(hù)、熔斷器保護(hù)、零序電流保護(hù)四方面入手，具體分析如下。

2.1 智能保護(hù)

二十世紀(jì)九十年代，繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用PLC技術(shù)，即基于智能保護(hù)模塊安裝智能監(jiān)控裝置，以便動(dòng)態(tài)掌握員工工作行為，以及相關(guān)參數(shù)變化情況。智能保護(hù)工作具體落實(shí)，能夠及時(shí)掌握短路、電壓變化、漏電、負(fù)荷超標(biāo)、熱量集中等情況。

2.2 相電流保護(hù)

參照短路電流故障數(shù)據(jù)，借助機(jī)械設(shè)備保護(hù)電力系統(tǒng)。相電流保護(hù)期間，首先獲取電流于互感器設(shè)備，使其構(gòu)成回路常閉節(jié)點(diǎn)，通過(guò)電磁力抵消彈簧壓力的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)目標(biāo)。

2.3 熔斷器保護(hù)

以往電力系統(tǒng)短路保護(hù)方式主要為電流增大、電流自動(dòng)切斷，這種保護(hù)方式被稱為熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)組件一旦受損，需要立即更換，因?yàn)楸Ｗo(hù)組件不支持多次使用，如果保護(hù)組件更換不及時(shí)，那么短路保護(hù)操作存在較大的安全隱患，還會(huì)影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。當(dāng)前，電流系統(tǒng)不斷升級(jí)，應(yīng)用熔斷器的過(guò)程中，極易因單個(gè)熔斷器熔斷，而影響其余熔斷器應(yīng)用效果，對(duì)此，應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)予以改善，盡最大可能保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.4 零序電流保護(hù)

短路故障產(chǎn)生后，零序電流保護(hù)工作應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，爭(zhēng)取在短時(shí)間保證電流相位有序運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。因此，電力企業(yè)應(yīng)給予足夠關(guān)注，有序梳理電流系統(tǒng)，避免電流紊亂運(yùn)行，這能大大降低短路故障發(fā)生幾率[2]。

3 繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理措施

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障事先預(yù)知、及時(shí)處理的有效措施介紹如下，這能大大降低短路故障發(fā)生幾率，確保電力資源穩(wěn)定、順利供應(yīng)，全面保障電力系統(tǒng)安全性。

3.1 合理安裝避雷裝置

一旦遇到雷雨天氣，電力系統(tǒng)遭受雷擊、導(dǎo)致線路損壞的幾率較高，同時(shí)，還伴隨停電、火災(zāi)等事件，這種突發(fā)事件極易影響人類用電的規(guī)律性。為了處理這一方面的短路故障，應(yīng)在變電站設(shè)備附近合理安裝避雷裝置，避免雷擊產(chǎn)生電力事故，導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全性受到不利影響。具體安裝時(shí)，應(yīng)優(yōu)選適合避雷裝置，在類型、功能等方面細(xì)致篩選，盡可能發(fā)揮避雷裝置的功用性。需要注意的是，壁壘裝置連接應(yīng)注意連接線路安全性，以免因線路連接不當(dāng)產(chǎn)生其他安全事故。

3.2 準(zhǔn)確切斷故障點(diǎn)電源

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)間緊密連接，一旦某一結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，那么其他結(jié)構(gòu)會(huì)自然受到影響，進(jìn)而影響整體穩(wěn)定性。對(duì)此，應(yīng)及時(shí)處理故障電路，以免擴(kuò)大故障范圍。電力系統(tǒng)短路故障預(yù)防的過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)故障狀態(tài)縮小故障范圍，直到鎖定故障位置，在這一過(guò)程中，細(xì)分故障類型，探究故障形成的原因，待基本問(wèn)題準(zhǔn)確判定后，快速切斷故障點(diǎn)電源，確保檢修工作順利開(kāi)展，縮小短路故障帶來(lái)的不利影響。除此之外，工作人員能夠利用萬(wàn)能表完成短路電流預(yù)測(cè)，并記錄電流參數(shù)變化情況，這能為后期短路故障分析提供依據(jù)，同時(shí)，還能為電路調(diào)整提供可靠參考。其中，萬(wàn)能表應(yīng)用期間應(yīng)掌握應(yīng)用步驟，首先，斷開(kāi)電源，將裝置開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)至蜂鳴器檔位，然后，連接待測(cè)試端子于表筆，如果蜂鳴器傳遞信號(hào)，并顯示較低導(dǎo)通電壓值后，則證實(shí)測(cè)點(diǎn)確實(shí)出現(xiàn)短路故障（如圖2）。

3.3 加強(qiáng)電力系統(tǒng)日常維護(hù)

要提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，務(wù)必做好日常維護(hù)、定期檢修工作，盡可能降低短路故障現(xiàn)象發(fā)生幾率。日常維護(hù)工作執(zhí)行時(shí)，應(yīng)從以下幾方面措施入手。

首先，為電力員工組織系統(tǒng)化培訓(xùn)工作，盡可能提高員工操作技能，豐富員工工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，為電力員工適當(dāng)組織實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，避免員工實(shí)踐操作時(shí)出現(xiàn)失誤。然后，全面掌握繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，記錄待確定因素，并針對(duì)短路故障制定有效的處理方案，在這一過(guò)程中，適當(dāng)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家在短路故障處理方面的技巧，調(diào)用已學(xué)理論知識(shí)以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保最終確定的短路故障處理方案能夠真正起到繼電保護(hù)電力系統(tǒng)維護(hù)的積極作用，以此降低短路故障發(fā)生幾率。最后，提高先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用率，應(yīng)用監(jiān)控技術(shù)全面掌握繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接傳輸于上級(jí)部門(mén)，以便準(zhǔn)確判斷短路故障，同時(shí)，這能為電力設(shè)備維護(hù)、檢修提供可靠依據(jù)，以免類似故障重復(fù)發(fā)生[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，繼電保護(hù)電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)短路故障，則說(shuō)明電力系統(tǒng)事先短路故障預(yù)防工作不到位，因此，電力企業(yè)以及電力員工、用戶應(yīng)共同預(yù)防短路故障，結(jié)合短路故障現(xiàn)狀應(yīng)用適合的短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，以此維護(hù)電力系統(tǒng)安全。通過(guò)合理安裝避雷裝置、準(zhǔn)確切斷故障點(diǎn)電源、加強(qiáng)電力系統(tǒng)日常維護(hù)等措施來(lái)全面處理繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障，通過(guò)降低電力系統(tǒng)故障來(lái)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，這對(duì)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增加、電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展有重要作用。此外，短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用范圍會(huì)逐漸擴(kuò)大，有利于提高短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊躍.繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的短路保護(hù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（08）：225-227.

[2]鐘康有.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自適應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技與創(chuàng)新，2016（12）：160.

[3]馮建勤，黃思芳，宋海龍.短路電流非周期分量及其在繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].電工電氣，2014（12）：35-38.