配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的正確選型問題探討

摘 要：文章首先分析了現(xiàn)代電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)存在的問題，進(jìn)而提出了避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)事故的對策，從而說明了農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的正確選型的重要性。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；繼電保護(hù)裝置；涌流

中圖分類號：TM58 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0112-01

1 問題的提出

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的組成是由發(fā)電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)和用電設(shè)備環(huán)節(jié)有機(jī)組成的一個統(tǒng)一的整體。由于電能不能存儲，所以要求發(fā)電環(huán)節(jié)與用電環(huán)節(jié)盡量的達(dá)到一個發(fā)、供、用的平衡。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，大量的各種類型電氣設(shè)備的通過電氣連接線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。組成一個強(qiáng)大的電力網(wǎng)系統(tǒng)，由于受到自然環(huán)境或者人為因素的影響，不可避免的系統(tǒng)會發(fā)生各種各樣形式的短路故障、接地故障以及其他的非正常運(yùn)行狀態(tài)。短路故障和接地故障都會引起事故的發(fā)生，對整個電網(wǎng)的運(yùn)行和重要用戶的供電都是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)，后果都比較嚴(yán)重?？h級電力系統(tǒng)常見的故障以短路故障和接地故障為多，短路故障由于短路電流的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)，往往會造成電氣設(shè)備或電氣線路的因急劇發(fā)熱而損壞，嚴(yán)重的甚至還有可能威脅到上級系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，使整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行遭到破壞。接地故障可以導(dǎo)致其他兩相的電壓升高，破壞系統(tǒng)的絕緣水平，必須盡快解除（規(guī)程規(guī)定不接地系統(tǒng)發(fā)生此類故障時只能運(yùn)行1～2 h），否則有進(jìn)一步發(fā)展為短路事故的可能。各種繼電保護(hù)裝置就是對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的一個重要保證，怎樣保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、避免設(shè)備的誤動、拒動。是每一個繼電保護(hù)工作人員需要研究的問題。對于縣級局電力系統(tǒng)，電力網(wǎng)線路存在以下特征：

變壓器主保護(hù)一般配置差動保護(hù)以及瓦斯保護(hù)，主變后備保護(hù)配置過電流及過負(fù)荷保護(hù)。出線保護(hù)配置為無時限電流速斷保護(hù)及過電流保護(hù)，并配置三相一次重合閘。

①隨著整個電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的不斷增加，電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式也變化越來越大，有時利用簡單的電流保護(hù)很難同時滿足快速性、選擇性和可靠性的要求。

②近幾年國家對農(nóng)村電網(wǎng)改造工程的不斷實(shí)施，縣級電網(wǎng)也逐漸形成了手拉手的環(huán)形電網(wǎng)，雙回路網(wǎng)架也在不斷增加，現(xiàn)有保護(hù)配置難以適應(yīng)運(yùn)行方式變化的要求。

③隨著裝機(jī)容量的增大及運(yùn)行方式的變化以及供電線路半徑的縮短，電流速斷保護(hù)的范圍也在相應(yīng)縮短，計(jì)算表明，一般短于4 km的線路電流速斷就幾乎沒有了保護(hù)范圍，影響了自動裝置的快速性和可靠性。使繼電保護(hù)裝置的可靠性降低。

2 對 策

如何避免整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)事故狀態(tài)，減少對用戶的停電、少送電次數(shù)，增強(qiáng)電能的質(zhì)量，正確的選擇好繼電保護(hù)及安全自動裝置是一個非常重要的環(huán)節(jié)，繼電保護(hù)及安全自動裝置對整個電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用，任何的設(shè)備都嚴(yán)禁在無保護(hù)狀態(tài)下運(yùn)行，所以我們應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面著手。

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試關(guān)

繼電保護(hù)裝置被譽(yù)為“靜靜的哨兵”，這是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置除了在系統(tǒng)發(fā)生故障和非正常運(yùn)行時才出現(xiàn)報(bào)警或者動作外，其余的時間一直是沒有任何反應(yīng)的。為保證各種相關(guān)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，需要做很多方面的工作，包括設(shè)計(jì)、安裝、整定、調(diào)試、維護(hù)等一系列工作環(huán)節(jié)，任何工作環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會給以后的工作帶來非常大隱患。近幾年隨著微機(jī)保護(hù)的普及運(yùn)行，繼電保護(hù)及安全自動裝置的安裝、調(diào)試相對簡單了許多，微機(jī)保護(hù)技術(shù)也日益成熟，在首先滿足規(guī)程規(guī)定的前提下，盡量考慮比較成熟的繼電保護(hù)裝置，成熟的繼電保護(hù)裝置可以帶來可靠的動作信息以及完善的保護(hù)配置，并要求能適應(yīng)未來5～10年內(nèi)的運(yùn)行方式變化而帶來的各種保護(hù)配置的變化。

2.2 整定計(jì)算關(guān)

繼電保護(hù)整定計(jì)算是對一套繼電保護(hù)裝置投入正常運(yùn)行工作的一部分，是十分重要的一個環(huán)節(jié)，沒有進(jìn)行整定計(jì)算的繼電保護(hù)裝置接入系統(tǒng)是沒有任何意義的，整定計(jì)算就是給繼電保護(hù)裝置注入“生命”，保護(hù)裝置因?yàn)橛?jì)算的輸入決定了該裝置的配置與使用。并直接關(guān)系到局部電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及重要用戶的供電可靠性及連續(xù)性問題。整定計(jì)算的目的是對電力系統(tǒng)配置好的各種安全自動裝置按照整定計(jì)算的具體要求和運(yùn)行的參數(shù)，通過計(jì)算給出各項(xiàng)值，以確定繼電保護(hù)的配置方式。對于電力系統(tǒng)的各級調(diào)度部門，都應(yīng)當(dāng)設(shè)置專責(zé)整定計(jì)算人員，并嚴(yán)格執(zhí)行整定計(jì)算的相關(guān)規(guī)程、審批制度及回執(zhí)制度，實(shí)現(xiàn)整個電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)有機(jī)運(yùn)行。以下舉例說明保護(hù)配置的重要性，一次系統(tǒng)圖如圖1所示。

線路的出線保護(hù)配置為無時限電流速斷及過電流保護(hù)，2QF開關(guān)過電流整定定值為7.0 A，無時限電流速斷整定值為20 A，相鄰線路開關(guān)4QF的過電流整定定值為5.0 A，無時限電流速斷整定值為15 A。當(dāng)4QF裝置動作時有時2QF保護(hù)裝置也相繼動作。單從裝置整定定值上看，定值是可以配合的。在檢查完二次系統(tǒng)確定是誤動后，對局部的動作電流進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)其無時限電流速斷保護(hù)整定定值偏小導(dǎo)致范圍過長，相當(dāng)于時限速斷定值，因相鄰線路也較短，僅5.3 km，隨后改為標(biāo)準(zhǔn)的三段式配置，把原來的電流速斷加一個很短的延時，再增加一個無時限保護(hù)，作為線路保護(hù)死區(qū)內(nèi)故障的輔助保護(hù)，在后來的幾次動作中沒有出現(xiàn)類似的誤動情況。

10 kV配電線路的進(jìn)線與出線的繼電保護(hù)整定配合也十分重要，否則很容易發(fā)生越級跳閘。10 kV進(jìn)線的電流速斷與過流必須滿足上一級電網(wǎng)的要求，時間越短越好。這就給10 kV出線開關(guān)的保護(hù)整定帶來一定困難，有些地方用戶變電站10 kV進(jìn)線與出線的速斷只靠動作電流來配合，速斷沒有時間差，當(dāng)線路較長時基本能滿足要求，但對于較短的線路，完全靠動作電流來配合，有時就容易出現(xiàn)越級跳閘。出線定值太大了就形同虛設(shè)，太小了跟下級配合又會出問題，這就要求繼電保護(hù)整定人員學(xué)會具體問題具體分析，不能拘泥于一種思維方式。對于短的線路來說，在變電站主變10 kV側(cè)出現(xiàn)短路故障，其短路電流與10 kV母線短路基本相等，保護(hù)的電流速斷整定值就不能太大。當(dāng)變壓器低壓側(cè)出口發(fā)生故障，這時就要進(jìn)行短路電流計(jì)算，如果速斷電流整定值過于小，在電網(wǎng)容量很大變壓器低壓側(cè)出口發(fā)生事故時，也容易導(dǎo)致越級跳閘。

3 結(jié) 語

任何繼電保護(hù)裝置的性能和能力都是有限的，由于電網(wǎng)越來越復(fù)雜，運(yùn)行方式變化越來越多，各種保護(hù)裝置以及整定值也很難適應(yīng)其全部運(yùn)行方式的要求，因此，繼電保護(hù)的整定方案也要隨著運(yùn)行方式的變化而變化，當(dāng)故障超出保護(hù)裝置能力范圍時，保護(hù)裝置就會出現(xiàn)誤動、拒動的狀況。

保護(hù)裝置的整定計(jì)算方案由于與上級系統(tǒng)的配合不同，整定出來的結(jié)果就會不同，保護(hù)也就會有不同的效果，在整定的過程中繼電保護(hù)整定人員就要選擇一個最有的整定方案。實(shí)際的工作中需要不斷的摸索，積累工作經(jīng)驗(yàn)，做出比較滿意的工作方案。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的大量普及，保護(hù)裝置的更新速度也變得越來越快，可靠性相對也越來越高，整定計(jì)算人員應(yīng)當(dāng)熟悉最新的保護(hù)原理和熟悉各種保護(hù)設(shè)備的功能，以充分利用新設(shè)備的功能，更好的實(shí)現(xiàn)保護(hù)的配合，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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