繼電保護電力系統(tǒng)的短路保護分析

劉薇 牟超

摘 要：近年來，科學(xué)技術(shù)不斷升級，電力系統(tǒng)短路保護關(guān)鍵技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果，在繼電保護電力系統(tǒng)中頻繁應(yīng)用，這對電力系統(tǒng)有序運行，電力系統(tǒng)安全性提升有重要意義。此外，短路保護關(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，能夠擴大電力企業(yè)經(jīng)濟利潤空間。本文這一論題具有探究必要性，論題分析的現(xiàn)實意義較顯著。

關(guān)鍵詞：繼電保護;電力系統(tǒng);短路保護

電力系統(tǒng)不管是各行業(yè)發(fā)展中，還是在人們?nèi)粘Ｉ钪校颊紦?jù)著非常重要的因素。但是，在運行的過程中，經(jīng)常會受到一些因素的而影響，經(jīng)常會產(chǎn)生運行故障，例如：短路等方面，若是不能進行及時的維護，就會影響電力系統(tǒng)的正常供電，電力企業(yè)的經(jīng)濟效益也會有所下降。因此，本文對繼電保護電力系統(tǒng)短路保護的相關(guān)內(nèi)容，進行了深入的分析和研究，提出了一些保護措施，主旨就是保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，降低運行故障發(fā)生的系數(shù)。

一、引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的主要因素

（一）絕緣體

從電力系統(tǒng)的方面來分析，短路故障發(fā)生主要表現(xiàn)在橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)等方面，主要是因為由于導(dǎo)體的不同，并且保護力度相對較差，進而導(dǎo)致短路故障的發(fā)生。導(dǎo)體出現(xiàn)短路故障的因素主要是因為電力系統(tǒng)內(nèi)部絕緣體，出現(xiàn)受損的現(xiàn)象，進而影響橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其實，絕緣體是屬于一種的不容易導(dǎo)電的物質(zhì)，那么在電流穿過的時候，絕緣體主要是根據(jù)自身的性能，利用較強的電阻將電流和其它物質(zhì)進行絕緣。但是，若是絕緣體若是受到損壞，絕緣體的自身行性能就會消失，這樣電流就會任意的穿過，在這個過程中，一旦電流相對較大，就會導(dǎo)致繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的發(fā)生。另外，電力人員在電力作業(yè)的過程中，若是出現(xiàn)存在誤差，或者違反規(guī)定的作業(yè)行為，都會引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的發(fā)生，影響了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和安全性。

（二）三相系統(tǒng)

從三相系統(tǒng)的角度分析，三相系統(tǒng)短路故障主要是指電力系統(tǒng)中的橫向故障，具體來說，三相系統(tǒng)短路故障主要體現(xiàn)在三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路等方面，并且三相系統(tǒng)短路故障主要是因為三相阻抗產(chǎn)生異常，發(fā)生短路的時候電流和電壓是處于相等的狀態(tài)，一般都是以單相短路為主，三相短路產(chǎn)生的概率不是很高。但是，一旦發(fā)生三相短路的話，其影響范圍是非常大的，繼電保護電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性隨之下降。

（三）電力用戶方面

由于地區(qū)的發(fā)展程度和經(jīng)濟程度等方面的不同，人口密度也有著很大程度上的不同，和對電力需求的程度也是不相同。針對人口密集的城市，用電量是非常大，因此對繼電保護電力系統(tǒng)的建設(shè)也相對較大，電纜線路交叉重疊，并且由于繼電保護電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和電纜線的長時間使用，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備老化、電纜線絕緣受損的現(xiàn)象，若是不及時的進行有效解決，就會影響繼電保護電力系統(tǒng)的正常運行。另外，針對人口較少的地區(qū)，由于技術(shù)跟不上，工作人員也不夠?qū)I(yè)，這樣很難定期展開繼電保護電力系統(tǒng)安全檢驗工作，其中所存在的安全隱患便不能有效消除，增加了繼電保護電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的概率。

二、繼電保護電力系統(tǒng)短路的防治措施

（一）規(guī)范設(shè)計，重視線圈制造的軸向壓緊工藝

制造廠家在設(shè)計時，除要考慮變壓器降低損耗，提高絕緣水平外，還要考慮到提高變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多變壓器都采用了絕緣壓板，且高低壓線圈共用一個壓板，這種結(jié)構(gòu)要求要有很高的制造工藝水平，應(yīng)對墊塊進行密化處理，在線圈加工好后還要對單個線圈進行恒壓干燥，并測量出線圈壓縮后的高度;同一壓板的各個線圈經(jīng)過上述工藝處理后，再調(diào)整到同一高度，并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規(guī)定的壓力，最終達(dá)到設(shè)計和工藝要求的高度。在總裝配中，除了要注意高壓線圈的壓緊情況外，還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。由于徑向力的作用，往往使內(nèi)線圈向鐵心方向擠壓，故應(yīng)加強內(nèi)線圈與鐵心柱間的支撐，可通過增加撐條數(shù)目并采取厚一些的紙筒作線圈骨架等措施來提高線圈的徑向動穩(wěn)定性能。

（二）避雷針的安裝

雷擊很容易對繼電保護電力系統(tǒng)內(nèi)部和外部等方面進行損壞，若是情況相對嚴(yán)重的話，很容易產(chǎn)生起火、停電、設(shè)備損壞等方面。因此，在變電站各項設(shè)備安裝的過程中，需要根據(jù)實際情況安裝避雷針，來避免雷擊對繼電保護電力系統(tǒng)的損壞。另外，在避雷針安裝的過程中，一定要根據(jù)運行狀態(tài)，選擇合適的避雷針類型，保證兩者處于一致的狀態(tài)。同時，在避雷針安裝的過程中，一定要做好各個線路的連接，避免引發(fā)其它故障的發(fā)生。

（三）日常維護

日常維護是保證繼電保護電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行的關(guān)鍵，主要在固定的周期對繼電保護電力系統(tǒng)進行維護，降低短路故障的發(fā)生。那么，在日常維護的過程中，一定要從以下幾個方面展開：（1）在日常維護的過程中，一定要提升工作人員的專業(yè)性，避免發(fā)生操作錯誤的現(xiàn)象發(fā)生，尤其是在電網(wǎng)密集的區(qū)域。（2）針對繼電保護電力系統(tǒng)日常的運行狀態(tài)，需要編制短路故障日常維護方案，對其中存在的不確定因素進行分析，并且做好相應(yīng)的預(yù)防措施，降低繼電保護電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的概率。（3）在日常維護的過程中，一定要利用有效的監(jiān)控技術(shù)，加強對繼電保護電力系統(tǒng)運行的實時控制，并且與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行有效的聯(lián)系，這樣一旦發(fā)生短路故障，可以及時的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，根據(jù)傳輸?shù)膮?shù)進行處理，避免繼電保護電力系統(tǒng)短路的故障的發(fā)生。

三、繼電保護分析

（一）熔斷器保護

其實，最早短路保護一般是以電源端的電流增大造成線路發(fā)熱而設(shè)計的，熔斷器就是其中的一個，是起到發(fā)熱和自熔的功能。在系統(tǒng)運行的過程中，若是電流足夠大的話，熔斷器的溫度會先于系統(tǒng)其他部分而升高到將自身熔斷的臨界點，從而切斷電流。同時，熔斷器屬于一種一次性保護的組件，是不可重復(fù)使用的，主要是因為熔斷器在切斷故障一相電流后，這樣還會保證功供電的穩(wěn)定性，但是還會隱藏故障隱患。另外，隨著電流系統(tǒng)的不斷發(fā)展，三聯(lián)裝熔斷器逐漸應(yīng)用到其中，在運行的過程中若是其中一個發(fā)生熔斷，另外兩相卡死機構(gòu)中會有一個被彈簧鎖死的機構(gòu)收回，導(dǎo)致另外兩相的熔斷器一起跌落。但是，熔斷過程是需要一個周期的，在這個周期可以通過相應(yīng)技術(shù)進行調(diào)整，避免影響繼電保護電力系統(tǒng)的正常運行。

（二）零序電流保護

短路故障現(xiàn)象的發(fā)生，都會直接影響繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，內(nèi)部電流相位紊亂，也就是零序電流保護。因此，為了保證繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，一定要對該方面給予足夠的重視。同時，在固定的時間內(nèi)部，可以將零序電流整定的短路繼電保護取代相電流保護，并且一定要對其內(nèi)部電流系統(tǒng)進行梳理，這樣才能盡最大可能保證電流運行的有序性，避免發(fā)生紊亂的現(xiàn)象，降低繼電保護電力系統(tǒng)短路故障現(xiàn)象發(fā)生的概率。

（三）智能化保護

在上個世紀(jì)90年代，單片機技術(shù)和PLC技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并且在程序化保障的智能綜合保護模塊基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)繼電保護電力系統(tǒng)智能化保護的模式。同時，智能化保護的過程中，一定要正確安裝探頭，這樣工作人員將繼電保護電力系統(tǒng)的運行參數(shù)輸入到其中，這樣可以對繼電保護電力系統(tǒng)進行綜合性的保護，降低漏電、短路、過熱、過負(fù)荷、缺相、欠壓等現(xiàn)象的發(fā)生。

四、結(jié)論

綜上所述，本文在引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的基礎(chǔ)之上，提出了一些保護措施，并且以110kV繼電保護電力系統(tǒng)為例，對短路電流計算的一些相關(guān)內(nèi)容，進行了闡述和分析，其主要目的就是保證繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，避免短路故障發(fā)生概率，提升電力行業(yè)經(jīng)濟效益的同時，也為電力行業(yè)的發(fā)展，給予一定的支持。

參考文獻

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