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

楊江江

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和電力行業(yè)的快速發(fā)展，短路保護(hù)技術(shù)是電力企業(yè)的繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵，可靠的保護(hù)系統(tǒng)能夠保證電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行，同時(shí)兼具安全性。另外，有效的短路保護(hù)技術(shù)能夠有效降低短路故障發(fā)生的概率，節(jié)約大量的電力資源，促進(jìn)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的不斷擴(kuò)張。所以，國(guó)內(nèi)現(xiàn)存有大量的企業(yè)在對(duì)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，以期通過該技術(shù)提高企業(yè)的業(yè)務(wù)能力，為廣大的用電戶提供更好的電力服務(wù)。

關(guān)鍵詞：短路故障;繼電保護(hù)電力系統(tǒng);短路保護(hù)技術(shù);處理措施

引言

當(dāng)前電力企業(yè)必須構(gòu)建完備的繼電保護(hù)電力系統(tǒng)，做好對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)工作，特別是規(guī)避短路故障所帶來(lái)的意外風(fēng)險(xiǎn)及企業(yè)損失。為此，本文就著重探究了目前基于繼電保護(hù)電力系統(tǒng)中所存在的短路故障問題特征與成因，并重點(diǎn)介紹了電力企業(yè)中的熔斷器、相電流保護(hù)、零序電流等關(guān)鍵短路保護(hù)技術(shù)，最后提出行之有效的短路故障處理措施。

1繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障原因

1.1用戶方面的故障

電力系統(tǒng)本身的建設(shè)會(huì)因?yàn)榈赜虻牟煌a(chǎn)生一些明顯的區(qū)域性差異，主要表現(xiàn)在各種各樣的城市指標(biāo)，包括經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量、人口密度、電力資源需求、電力系統(tǒng)建設(shè)活動(dòng)等。頻繁的電力系統(tǒng)活動(dòng)會(huì)帶來(lái)大量的電力資源需求，隨之也會(huì)帶來(lái)高發(fā)的用電故障。深度思考可知，電力資源需求較多的區(qū)域必然是人口密集區(qū)，而在這樣的區(qū)域，線路破損、老化等問題較為常見，由于電線的維修養(yǎng)護(hù)等工作未能匹配用戶的電力設(shè)備使用頻率，未進(jìn)行及時(shí)更換故障設(shè)備，就會(huì)導(dǎo)致各種安全事故的發(fā)生，給用戶的用電使用帶來(lái)不利的體驗(yàn)。

1.2絕緣體方面的故障

電力系統(tǒng)導(dǎo)體本身存在差異，但導(dǎo)體保護(hù)工作往往被電力企業(yè)忽視，從而造成短路故障。一般來(lái)說(shuō)，絕緣體破損會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，形成短路故障。在這一過程中，絕緣體的性能會(huì)大幅削弱，電流傳輸無(wú)法得到有效控制，一旦超過規(guī)定電流值，繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的故障發(fā)生率必然會(huì)持續(xù)提高，進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)整體的安全性。

1.3三項(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。

2短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

2.1熔斷器保護(hù)

短路保護(hù)體系包括熔斷器保護(hù)，其保護(hù)位置是從電源端開始，設(shè)計(jì)原理在于對(duì)電源端電流不斷增大所造成的線路發(fā)熱情況而采取相應(yīng)的繼電保護(hù)措施。當(dāng)熔斷器因自身發(fā)熱而達(dá)到熔斷臨界點(diǎn)的時(shí)候，熔斷器就會(huì)自動(dòng)切斷電源[1]。熔斷器是一次性保護(hù)組件，所以當(dāng)故障問題產(chǎn)生而切斷熔斷器之后，相應(yīng)的故障設(shè)備電力也會(huì)被同時(shí)切斷以保證整個(gè)系統(tǒng)的供電持續(xù)穩(wěn)定的狀態(tài)。然而，即使采取這樣的措施，該方法在實(shí)際使用中還是會(huì)存在一定的問題，為消除兩項(xiàng)熔斷器同時(shí)跌落的隱患，還需要安裝三聯(lián)熔斷器于系統(tǒng)中。這樣，一旦電路運(yùn)行系統(tǒng)中有熔斷電路發(fā)生，就會(huì)啟動(dòng)卡死機(jī)構(gòu)，觸發(fā)彈簧形成鎖死機(jī)構(gòu)回收。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，熔斷器保護(hù)的熔斷過程周期較長(zhǎng)，因此可以在此周期內(nèi)對(duì)熔斷器實(shí)施相應(yīng)地調(diào)整，最終保證了整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)長(zhǎng)久有效的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

2.2智能保護(hù)

隨著繼電保護(hù)方面技術(shù)的不斷應(yīng)用，其能夠?qū)β殕T的工作行為與參數(shù)變化形成有效的實(shí)時(shí)性監(jiān)控，充分掌握參數(shù)變化的現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)形成智能保護(hù)，可以及時(shí)對(duì)短路、漏電、電壓波動(dòng)、負(fù)荷過載、熱量超標(biāo)等問題進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)性監(jiān)控與管理。

2..3相電流保護(hù)

它主要基于短路電流故障本身的基本計(jì)算原理，保證相電流保護(hù)始終作用于電流互感器上。目前比較常見的相電流保護(hù)結(jié)合機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)線路功能優(yōu)化，通過切斷保護(hù)實(shí)現(xiàn)相電流保護(hù)。在一開始，相電流保護(hù)會(huì)從互感器方面直接取出電流，保證電流在流經(jīng)繼電器后始終確保回路上配置一個(gè)常閉節(jié)點(diǎn)。當(dāng)電流大到一定程度時(shí)，常閉節(jié)點(diǎn)的電磁力會(huì)與常閉節(jié)點(diǎn)彈簧壓力發(fā)生相互作用抵消。此時(shí)可以操作通過常閉節(jié)點(diǎn)拿掉主接觸器的吸合電流，如此可實(shí)現(xiàn)相電流保護(hù)。

2.4距離保護(hù)

簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)以及工作可靠的電流保護(hù)措施被廣泛應(yīng)用在35kV以上的復(fù)雜電壓網(wǎng)絡(luò)中。但是由于電網(wǎng)接線方式以及系統(tǒng)運(yùn)行方式直接影響到整定值的選擇、保護(hù)范圍和靈敏系數(shù)，因此就不適用于具有選擇性、靈敏性以及需要快速切除故障的電壓網(wǎng)絡(luò)中。為應(yīng)對(duì)這種缺陷，需要采用性能比較完善的距離保護(hù)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。距離保護(hù)能夠顯示故障點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離，并且可以依據(jù)距離的長(zhǎng)短確定動(dòng)作時(shí)間。

3繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理措施

3.1合理安裝避雷裝置

人類在用電過程中非常容易受到自然現(xiàn)象的影響，如雷雨天氣時(shí)電力系統(tǒng)一旦遭受到雷擊，就容易發(fā)生線路損壞的情況，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)停電和火災(zāi)等緊急事件。因此為了自然災(zāi)害帶來(lái)的電路故障，給變電站設(shè)備附近安裝避雷裝置就成為必要的措施，盡力降低因雷擊帶來(lái)的不良用電體驗(yàn)。但是在安裝避雷裝置時(shí)一定要選擇適合的避雷裝置，因地制宜，嚴(yán)格對(duì)避雷裝置的類型、功能進(jìn)行挑選，以發(fā)揮避雷裝置的最佳效果。最后，還要注意嚴(yán)禁在避雷裝置安裝過程中發(fā)生線路連接不當(dāng)?shù)那闆r，要保證整體線路連接的安全性。

3.2參照處理措施

參照處理措施的具體內(nèi)容就是將存在故障的設(shè)備和正常工作的設(shè)備進(jìn)行對(duì)比分析，通過觀察的方法在不同位置尋找到存在故障的器件。這種處理措施手段效果較為顯著，并且擁有極大的排查范圍，能夠在接線故障時(shí)使用，也能夠在定檢期間使用，如果檢測(cè)值和期待值之間的差距過大就難以精準(zhǔn)尋找到存在故障的位置。因此，在故障處理期間可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法解決的故障，二次系統(tǒng)無(wú)法展開正常工作。面對(duì)這種情況，工作人員可以利用相鄰線路對(duì)比參照的方法對(duì)線路展開細(xì)致的排查，以最快的速度尋找到故障點(diǎn)。

3.3強(qiáng)化電力系統(tǒng)日常維護(hù)

最后要強(qiáng)化對(duì)電力系統(tǒng)的日常維護(hù)，最大限度降低短路故障，做好相應(yīng)的日常維護(hù)管理工作。具體來(lái)講，要做好以下兩點(diǎn)工作內(nèi)容：第一，要做到全面掌握繼電保護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，隨時(shí)記錄待確定測(cè)試因素，結(jié)合短路故障制訂行之有效的處理方案。這里可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理成熟技術(shù)，逐漸豐富自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保短路故障被有效處理。第二，要不斷提高電力企業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用效率，結(jié)合動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)，并不斷提高對(duì)先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用效率。最好做到將所監(jiān)測(cè)結(jié)果與上級(jí)部門相關(guān)聯(lián)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息回饋，以便于快速判斷短路故障問題，并提出維護(hù)管理決策。總體來(lái)講，就是要實(shí)現(xiàn)檢修維護(hù)可靠依據(jù)的優(yōu)化，避免同類故障重復(fù)發(fā)生。

結(jié)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)

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