繼電保護(hù)在輸變電系統(tǒng)中常見的問題與對策

梁雷濤　羅景

【摘 要】輸變電是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，它的作用是變換電壓、傳輸和分配電能。因此在電力系統(tǒng)中經(jīng)常會遇到一些因輸變電系統(tǒng)的某個(gè)部件引起的故障。而繼電保護(hù)就是在故障和危及電網(wǎng)運(yùn)行安全的異常情況時(shí)，會以探討對策的反事故自動化措施切斷故障。因此在電網(wǎng)發(fā)展的過程中曾使用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（母線、發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）免遭損害，所以為了確保電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)的正常運(yùn)作，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。本文討論的是繼電保護(hù)在輸變電系統(tǒng)中常見的問題與對策。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；輸變電系統(tǒng)；問題；對策

0.引言

本文就繼電保護(hù)在輸變電系統(tǒng)中的常見故障進(jìn)行簡要分析，并建議性的提出了相應(yīng)的處理對策。

1.繼電保護(hù)人員方面

1.1繼電保護(hù)人員問題

繼電保護(hù)人員所掌握的技術(shù)在電力系統(tǒng)中比較復(fù)雜、關(guān)鍵，在平時(shí)工作中占據(jù)了重要的作用，但繼電保護(hù)人員的變動比較頻繁，又不能保證繼電保護(hù)人員在工作時(shí)的業(yè)務(wù)技術(shù)水平一致。人才發(fā)展的空間較大，從而導(dǎo)致人員變動頻繁，但是要培養(yǎng)出一個(gè)全面的繼電保護(hù)人才所需要的時(shí)間又長，因此提升繼電保護(hù)人員后，繼電保護(hù)一線的工作就顯的比較被動了。

繼電保護(hù)人員由于工作任務(wù)比較繁重，忙于當(dāng)前工作的時(shí)間都是分秒必爭，更別提自身的進(jìn)修了，再加上領(lǐng)導(dǎo)們安排繼電保護(hù)人員參加系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)會又少。就算想通過單位的技術(shù)培訓(xùn)提高在專業(yè)方面的技術(shù)也是難度很大，因?yàn)楦鲉挝徽ㄓ?jì)算的人員人數(shù)一般很少，多的2-3人，少的則只有1人。所以“如何培訓(xùn)，由誰來培訓(xùn)”成了本崗位的培訓(xùn)難點(diǎn)。而且，當(dāng)繼電保護(hù)里的人才一旦提升，那么下面的工作也就沒法進(jìn)展了。

1.2繼電保護(hù)人員方面措施

高度重視在繼電保護(hù)方面的人才流失與儲備工作，加大人力資源管理方面崗位中關(guān)鍵技術(shù)的長期的系統(tǒng)規(guī)劃。工作中的規(guī)劃方面在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該重視整個(gè)網(wǎng)區(qū)保護(hù)與配置，使它合理、實(shí)用、統(tǒng)一，一定要加強(qiáng)可靠的保護(hù)配置，合理的簡化后備保護(hù)的整定，能夠使繼電保護(hù)人員從保護(hù)的缺陷處理中和后備保護(hù)整配合等繁雜的工作中解脫出來；從而能夠加快繼電保護(hù)管理系統(tǒng)圖紙電子化管理進(jìn)程，使運(yùn)行維護(hù)工作提高效率。

由于繼電保護(hù)的專業(yè)性強(qiáng)、理論水平又要求很高，培訓(xùn)方面各單位應(yīng)結(jié)合其人員調(diào)整及其崗位適應(yīng)性來開展動態(tài)培訓(xùn)工作，有計(jì)劃有方案地為繼電保護(hù)人員創(chuàng)造更多外部培訓(xùn)及現(xiàn)場培訓(xùn)的機(jī)會。能夠及時(shí)了解繼電保護(hù)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展動態(tài)，更加快速、有效地掌握各類新設(shè)備的調(diào)試、檢修及運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要領(lǐng)。

繼電保護(hù)培訓(xùn)班是對從事繼電保護(hù)人員進(jìn)行的培訓(xùn)，培訓(xùn)的技能鑒定規(guī)范，并結(jié)合崗位實(shí)際工作需要進(jìn)行，力求使知識和技能有機(jī)結(jié)合，使培訓(xùn)內(nèi)容系統(tǒng)完整。

培訓(xùn)方法：（1）培訓(xùn)形式：現(xiàn)場與脫產(chǎn)。（2）培訓(xùn)方法：實(shí)際操作、現(xiàn)場講解、非現(xiàn)場課程、典型事故案例分析、繼電保護(hù)新技術(shù)與專題講座。

特別是當(dāng)有新型的保護(hù)裝置入網(wǎng)時(shí)，應(yīng)該組織本單位技術(shù)最強(qiáng)大的繼保力量進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)研討，使繼保人員熟練的掌握二次回路、保護(hù)裝置的原理和功能、整定原則及運(yùn)行需要注意事項(xiàng)，提高其業(yè)務(wù)水平。

要在系統(tǒng)化原有知識和技能的基礎(chǔ)上，提高培訓(xùn)學(xué)員分析問題和解決問題的能力。實(shí)現(xiàn)知識技能和生產(chǎn)技術(shù)管理能力的全面更新和提高，從而更好的服務(wù)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

2.10kV線路保護(hù)TA飽和問題

2.1 TA飽和對保護(hù)的影響

農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)的建設(shè)和改造，目的是為了增強(qiáng)挖潛供電可靠性，但也造成了系統(tǒng)的短路電流的增加，同于資金限制和經(jīng)濟(jì)性原因，不可能把正在運(yùn)行并且還能繼續(xù)運(yùn)行的斷路器、電流互感器和繼電保護(hù)裝置完全更換，因此有必要重新計(jì)算系統(tǒng)的短路電流、校驗(yàn)電流互感器的飽和倍數(shù)以及分析繼電保護(hù)裝置的搞飽和能力，以便采取合理的對策，達(dá)到提高供電可靠性的目的同時(shí)提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

農(nóng)網(wǎng)中的變電所中10kV線路出口處短路電流特別小，系統(tǒng)阻抗也比較大，而且它們還遠(yuǎn)離電源。系統(tǒng)規(guī)模和運(yùn)行方式?jīng)Q定著同一線路，出口處短路電流的大小。伴隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大化，同時(shí)10kV系統(tǒng)的短路電流也會隨著變大，可以達(dá)到TA一次額定電流的幾百倍。

系統(tǒng)中的變比小的TA就可能飽和，那么這些TA 就不能正常運(yùn)行；另外一方面，短路故障是一個(gè)暫態(tài)的狀態(tài)過程，短路電流中含有大量非周期分量，又再一次進(jìn)一步加速TA飽和。保護(hù)裝置一般會在10kV線路短路時(shí)， TA飽和感應(yīng)到二次側(cè)的電流會非常的小或者接近于零，那么保護(hù)裝置就會動拒絕起動。要由母聯(lián)斷路器或者主變后備保護(hù)來切除故障，不但會延長了故障時(shí)間，還會擴(kuò)大了故障范圍，影響供電的可靠性，而且還會嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全。

2.2避免TA飽和的方法

想要避免TA飽和主要得從以下兩個(gè)方面入手。

（1）在選擇TA時(shí)，變比不能選得太小，要考慮線路短路時(shí)TA飽和問題。電磁型的電流差動繼電器的交流電流功耗每回路可達(dá)8VA，而微機(jī)型繼電器的交流電流功耗每回路為0.5VA，相差一個(gè)數(shù)量級，應(yīng)選用交流功耗小的繼電保護(hù)裝置。一般10kV線路保護(hù)TA變比最好大于600/1。

（2）另一方面要盡量減少TA二次負(fù)載阻抗，將繼電保護(hù)裝置就地安裝，縮短了二次電纜的長度，及加大二次電纜截面。減少了互感器的負(fù)擔(dān)，避免了飽和，盡量避免保護(hù)和計(jì)量共用TA。另外，就地安裝后，還簡化了二次回路，提高了供電可靠性。就地安裝方式對繼電保護(hù)裝置本身有更高的要求，特別是在惡劣氣候環(huán)境下運(yùn)行的能力和抗強(qiáng)電磁干擾的性能要好。

由于功耗與電流的平方成正比，將二次額定電流與5A降至1A，在負(fù)載阻抗不變的情況下，相應(yīng)的二次回路耗降低了25倍，互感器不容易飽和。對于就地安裝的繼電保護(hù)裝置，由于二次電流電纜的長度很短，現(xiàn)場的電磁干擾水平雙比較高，仍以先用二次額定電流為5A的互感器為好。對于綜合自動化變電所，10kV線路盡則可能的選擇用保護(hù)測控合一的產(chǎn)品， 為了能有效減小二次回路阻抗和防止TA飽和，那么就應(yīng)該在控制屏上就地安裝。

3.站用變保護(hù)

3.1站用變保護(hù)存在的問題

站用變的容量比較小，設(shè)備比較特殊，可是對可靠性的要求卻是非常高。并且安裝的位置也很特殊，一般情況來說就接在10kV母線上， 可達(dá)十幾千安的高壓側(cè)短路電流就相當(dāng)?shù)扔谙到y(tǒng)短路電流， 低壓的側(cè)出口短路電流也較大。

我們一直對站用變保護(hù)的可靠性重視不足，會使站用變和10kV系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成很大的威脅。傳統(tǒng)的站用變保護(hù)用熔斷器保護(hù)，它的安全性比較高，可是隨著系統(tǒng)短路容量逐漸增大以及綜合自動化的要求，已經(jīng)滿足不了要求?，F(xiàn)在的變電站，尤其是綜合自動化站，都配有保護(hù)配置也跟10kV線路相似的開關(guān)柜，而我們常常忽視了TA飽和問題。由于站用變?nèi)萘啃。淮晤~定電流很小，因?yàn)楸Ｗo(hù)計(jì)量共用TA，為了計(jì)量的準(zhǔn)確性， 有的地方甚至選擇10/5。當(dāng)站用變故障時(shí)，TA飽和感應(yīng)到二次側(cè)的電流會非常的小或者接近于零，那么保護(hù)裝置就會拒絕起動。要由母聯(lián)斷路器或者主變后備保護(hù)來切除故障，可能加長故障時(shí)間，還會擴(kuò)大故障范圍，如果是低壓側(cè)故障，短路電流達(dá)不到母聯(lián)保護(hù)或主變后備保護(hù)的啟動值，無法及時(shí)切除故障，最終燒毀站用變，將影響變電站的運(yùn)行。

3.2解決辦法

要考慮站用變故障來選用，計(jì)量用的TA也要跟保護(hù)用的TA分開， 計(jì)量用TA為了提高計(jì)量精度裝在站用變的低壓側(cè)，保護(hù)用的TA以確保全站用的保護(hù)裝在高壓側(cè)。在定值整定方面：（1）按站用變?nèi)萘空ㄟ^負(fù)荷保護(hù)；（2）按站用變低壓出口短路進(jìn)行整定電流速斷保護(hù)。

4.結(jié)語

電力系統(tǒng)最為關(guān)注的就是安全問題了，它必須可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。如果出現(xiàn)故障那么后果是非常嚴(yán)重的，它輕可造成設(shè)備損壞，人員傷亡以及破壞電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接或間接的給國家人民的經(jīng)濟(jì)帶來無法估計(jì)的巨大損失，因此繼電保護(hù)在輸變電中的運(yùn)行和維護(hù)問題就顯得非常的重要。 [科]