配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題及對策研究

武成龍

摘要：隨著我國電力體制改革的深入和電力建設的快速發(fā)展,對繼電保護運行、事故分析和電網(wǎng)運行的管理水平和決策能力提出了越來越高的要求本文簡單敘述了配電系統(tǒng)繼電保護的概況,詳細探討了配電系統(tǒng)繼電保護日常運行中比較常遇到的幾個問題, 提出了改進繼電保護系統(tǒng)、提高配電可靠性的措施。

關鍵詞：配電 繼電保護 措施

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求越來越大，由于配電系統(tǒng)供配電一體，設備類型復雜，運行方式眾多，給繼電保護帶來一定難度。同時電力系統(tǒng)220kV及500kV線路增加，配電系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行方式變得日益復雜，這就對系統(tǒng)中的繼電保護裝置提出了更高的要求。大量國內(nèi)外的研究都投入到這項工作中，取得了相當?shù)某煽?，但是目前仍有幾大頑癥，對繼電保護研究人員提出了挑戰(zhàn)。本文就對就配電系統(tǒng)繼電保護中普遍存在的幾個問題進行闡述，供讀者參考。

1 配電系統(tǒng)繼電保護的概況

繼電保護的配置，它應當滿足兩點最基本的要求:一是任何電力設備和線路不得在任何時候處于無繼電保護的狀態(tài)下運行，二是任何電力設備和線路在運行中必須在任何時候由兩套完全獨立的繼電保護裝置分別控制兩臺完全獨立的斷路器實現(xiàn)保護。具體來來， 要符合以下幾點原則。①配電站進線一般不設繼電保護。②變電站及開關站出線保護由過電流保護、零序電流保護、前加速一次重合閘保護(若線路有架空線)構(gòu)成。③配電站及開關站母線分段，配置備用電源自切及自切后加速保護裝置。④配電變壓器選用熔斷器或由繼電器構(gòu)成的過電流保護及零序電流保護。

2 配電系統(tǒng)繼電保護常見問題

2.1 電流互感器飽和對變、配電所保護的影響 隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)短路電流會隨著變大，當變、配電所出口處發(fā)生短路時，短路電流往往很大，甚至可以達到電流互感器一次側(cè)額定電流的幾百倍。在穩(wěn)態(tài)短路情況下，一次短路電流倍數(shù)越大，電流互感器變比的誤差也越大，使靈敏度低的電流速斷保護就可能拒絕動作。在線路短路時，由于電流互感器飽和，感應到二次側(cè)的電流會很小或接近于零，造成定時限過流保護裝置拒動。若是在變電所出線故障則要靠母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護來切除，延長了故障時間，使故障范圍擴大；而若是在配電所的出線過流保護拒動造成配電所進線保護動作，則將使整個配電所全停。

2.2 定值整定計算問題 實測值與計算定值存在一定固有誤差聯(lián)絡線路上保護裝置的配置不匹配廣元電網(wǎng)的短線路作為聯(lián)絡線路的較多，導致保護的功能配置、定值配合難度較大實際中往往圖紙或資料與現(xiàn)場實際不符定值計算所需資料不全試驗無原始報告需重新確認核實變比無保護裝置程序版本號沒有現(xiàn)場保護裝置打印清單等。

2.3 開關保護設備選擇配合不當造成越級跳閘 近年來廣泛采用了在負荷密集區(qū)建立開關站，通過開關站對臺區(qū)配電變壓器和用戶配電所供電，即采用變電所——開關站——配電變壓器(配電所)的供電方式。在未實現(xiàn)自動化的開關站內(nèi)廣泛采用負荷開關及負荷開關與熔斷器組合電器作為開關保護設備。一般情況下對開關站進線柜采用負荷開關作為平時分合操作和切斷負荷電流之用，不設保護；對直接帶配電變壓器的出線柜選用負荷開關與熔斷器組合電器；對帶配電所的出線柜則選用負荷開關。然而，由于開關站對帶配電所的出線柜錯選為負荷開關與熔斷器組合電器，造成配電所出線故障時，開關站越級跳閘，擴大了停電面積。

2.4 人員的問題 繼電保護人員變動頻繁，不能保證繼電保護人員整體業(yè)務水平的連續(xù)性工作任務繁重，忙于應付當前工作， 安排繼電保護人員參加系統(tǒng)培訓的機會不多。直接造成了繼電保護人員不熟悉系統(tǒng)保護裝置的配置與運行規(guī)定，不了解保護裝置的動作原理和保護整定原則發(fā)生異常時表現(xiàn)出不冷靜，甚至對保護現(xiàn)象不能做出正確判斷，對新保護連片投退及保護定值管理和注意事項不能做到心中有數(shù)。知其然不知其所以然。

3 配電系統(tǒng)繼電保護的改進措施

3.1 避免電流互感器飽和 避免電流互感器飽和主要從三個方面人手:首先是電流互感器的變比不能選得太小，要考慮線路短路時電流互感器飽和問題，比如一般10kV線路保護的電流互感器變比最好大于60/1。其次要盡量減少電流互感器二次負載阻抗，盡量避免保護和計量共用電流互感器，縮短電流互感器二次側(cè)電纜長度及加大二次側(cè)電纜截面。第三是遵守速斷保護的原則。高壓電動機按起動電流乘以1.2-1.3倍可靠系數(shù)確定，如超過其數(shù)值就可確定故障電流。時限整定0s，單臺變壓器按所供電最大1臺電動機的起動電流加上其余電動機及照明等負荷的額定電流進行整定，如整定值計算小于變壓器額定電流2倍，按2倍的電流整定。超過2倍的電流整定值，按計算數(shù)據(jù)乘以可靠系數(shù)確定，采區(qū)變電所內(nèi)進線柜則遵照最大整定值數(shù)據(jù)加上其余變壓器的額定負荷，按等級劃分，確定延時時間，仍有選擇性，但短路情況下速斷保護無選擇性。

3.2 完善環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配套建設 目前環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電纜網(wǎng)絡采用的主要形式，目前還沒有性能頗為理想的繼電保護裝置，為快速隔離故障、恢復供電，可以考慮結(jié)合配電自動化系統(tǒng)的建設，繼電保護與自動化系統(tǒng)相互配合使用。

3.3 實行狀態(tài)檢修 繼電保護發(fā)展至今，從保護原理的設計， 到生產(chǎn)廠家制造工藝，到售后服務，各方面都已比較完善。微機保護裝置的性能已非常穩(wěn)定，近幾年在我區(qū)范圍內(nèi)，由于保護裝置性能不穩(wěn)定引起的誤動基本上沒有出現(xiàn)過，所發(fā)生的保護誤動作基本上是保護裝置外部原因引起的。因此我們建議對繼電保護設備實行狀態(tài)檢修，也就是說，只要保護裝置不告警，就不用進行檢修。當然，這要有一個逐步完善的過程，需要大量的配套工程，但這是一種發(fā)展趨勢。

3.4 增加投入，更新設備 企業(yè)管理者應該認清供電與企業(yè)效益的關系；繼電保護與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關系。要加大對繼電保護的投人，盡快更新保護裝置，淘汰落后設備，增加保護裝置動作的可靠性。保證保護校驗正常進行保護校驗是保護裝置運行中十分重要的環(huán)節(jié)，校驗的準確與否直接影響到保護裝置的運行效果。因此，應及時更新保護校驗設備，完善供電網(wǎng)絡建設，在不影響正常安全生產(chǎn)的情況下，確保各回路均有足夠保護整定時間，使保護裝置校驗做到應校必校，不漏項，不簡化。

隨著電力科技含量不斷提高，保護裝置不斷地更新?lián)Q代，要保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，必須不斷提高管理水平，完善繼電保護相關管理制度，加大人員培訓力度，增強繼保人員的工作責任心，變被動管理為主動管理，才能防患于未然。

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