電力自動(dòng)化繼電保護(hù)安全管理分析

萬(wàn)煒

【摘要】在本文中筆者首先對(duì)于電力自動(dòng)化配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)相關(guān)裝置組成和配置中原則方面進(jìn)行分析，簡(jiǎn)單敘述了關(guān)于配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)手段和相關(guān)技術(shù)的概況。同時(shí)進(jìn)一步詳細(xì)分析和闡述了關(guān)于配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)手段和日常正常運(yùn)行過(guò)中的比較常見(jiàn)的一些問(wèn)題，并且對(duì)于以上幾個(gè)問(wèn)題的處理手段進(jìn)行了詳細(xì)解釋?zhuān)韵Ｍㄟ^(guò)這種方式能夠改進(jìn)配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)，這樣可以進(jìn)一步提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

【關(guān)鍵詞】配電系統(tǒng)；繼電保護(hù)手段；運(yùn)行；配置原則

0.引言

伴隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們和社會(huì)中對(duì)于電力的要求量越來(lái)越大，但是因?yàn)榕潆娤到y(tǒng)所提供的電力自動(dòng)化供配電系統(tǒng)為一體式，因此設(shè)備的類(lèi)型相對(duì)復(fù)雜，運(yùn)行的方式就相關(guān)繁多，所以各種因素造成繼電保護(hù)中的運(yùn)行難度。與此同時(shí)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的220kV和500kv線(xiàn)路也隨之增加，整個(gè)配電系統(tǒng)中的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與正常的運(yùn)行形式也變得日益復(fù)雜起來(lái)，這就對(duì)于配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)、裝置提出了相對(duì)更高的要求。許多國(guó)內(nèi)外的分析和研究都正在投入到這項(xiàng)艱巨的工作中，并且已經(jīng)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī)，但目前還是有幾大頑癥，這對(duì)于繼電保護(hù)的研究人員提出了更大的挑戰(zhàn)。因此筆者在本文就電力自動(dòng)化配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)中可能普遍存在的一些問(wèn)題進(jìn)行闡述和研究，僅供讀者參考。

1. 電力自動(dòng)化繼電保護(hù)安全管理主要內(nèi)容

1.1配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運(yùn)行裝置的主要組成

電源裝置的進(jìn)線(xiàn)：定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置、定時(shí)限速切保護(hù)裝置、過(guò)負(fù)荷報(bào)警和差動(dòng)保護(hù)裝置。輕、重瓦斯和溫度保護(hù)裝置。

饋出的線(xiàn)路裝置：過(guò)流保護(hù)、電流速斷保護(hù)裝置、小電流接地報(bào)警系統(tǒng)裝置。

1.2配電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的安全管理配置原則

在繼電保護(hù)中的配置系統(tǒng)中，其應(yīng)該滿(mǎn)足最為重要的、最基本的兩點(diǎn)要求：第一點(diǎn)就是：任何的電力設(shè)備與線(xiàn)路都不得在任何的時(shí)候處在無(wú)繼電保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)下；第二點(diǎn)就是：任何的電力設(shè)備和與線(xiàn)路在應(yīng)該在運(yùn)行中的任何時(shí)候，由兩套完全獨(dú)立的繼電保護(hù)的裝置分別控制，這兩臺(tái)裝置應(yīng)保證是完全獨(dú)立的電力系統(tǒng)斷路器實(shí)現(xiàn)保護(hù)。配電系統(tǒng)的電路保護(hù)主要需要是符合下面的幾點(diǎn)原則：

（1）配電站的進(jìn)線(xiàn)通?？梢圆辉O(shè)繼電保護(hù)。（2）變電站開(kāi)關(guān)站的出線(xiàn)保護(hù)裝置應(yīng)該由過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、前加速一次重合閘共同組成保護(hù)系統(tǒng)。（3）配電站和開(kāi)關(guān)站的母線(xiàn)分段，應(yīng)該很好地配置備用電源自切和自切后的加速保護(hù)裝置。（4）配電的變壓器應(yīng)該選用熔斷器或者由繼電器，這些構(gòu)成的過(guò)電流保護(hù)和零序電流進(jìn)行運(yùn)行保護(hù)。

2.配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)安全管理中可能存在的問(wèn)題

2.1電力自動(dòng)化電流的互感器相對(duì)飽和

伴隨著供電系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多的低壓配電系統(tǒng)中的短路電流也會(huì)隨著變大，當(dāng)變、配電的出口處發(fā)生了電流短路時(shí)，短路的電流通常會(huì)很大，有時(shí)候甚至可達(dá)到電流互感器的一次額定電流的好幾百倍。在穩(wěn)定狀態(tài)中的短路情況下，一次的短路電流其倍數(shù)越大，電流的互感器的變比的差距也就相對(duì)越大，使得靈敏度很低的電流速斷的裝置保護(hù)就有可能產(chǎn)生拒絕動(dòng)作。

在線(xiàn)路的短路情況發(fā)生時(shí)，因?yàn)殡娏鞯幕ジ衅鞒霈F(xiàn)飽和，感應(yīng)到的二次側(cè)的電流一般會(huì)很小甚至接近于零，所以有可能造成定時(shí)的限過(guò)流保護(hù)裝置出現(xiàn)拒動(dòng)。要是在變電所的出線(xiàn)故障就要靠母聯(lián)的斷路器或者主變壓器的后備保護(hù)來(lái)進(jìn)行切除，因此可能會(huì)延長(zhǎng)故障的時(shí)間，讓故障的范圍不斷擴(kuò)大；然而要是在配電所出線(xiàn)的過(guò)流保護(hù)拒動(dòng)出現(xiàn)后，造成的配電所進(jìn)線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，就可以將使整個(gè)的配電所全停。

2.2電力自動(dòng)化二次設(shè)備和二次的回路老化

目前在我國(guó)很多的配電系統(tǒng)中的繼電器是上個(gè)世紀(jì)7O到8O年代的老式繼電器裝置，其節(jié)點(diǎn)的氧化塵很多，因此產(chǎn)生的壓力也就不夠，這就會(huì)造成保護(hù)的誤動(dòng)，出口的不可靠。因此我們知道了，二次回路的分直流與交流兩類(lèi)，如果其中的交流回路實(shí)驗(yàn)端子發(fā)生老化、銹蝕、接觸電阻過(guò)大的情況，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引起電路開(kāi)路，有可能引起電路的保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。直流的部分在電力系統(tǒng)中的失電與系統(tǒng)嚴(yán)重低電壓時(shí)，其電路運(yùn)行的可靠性就難以保證，因此在事故情況下就更難以保證其的可靠動(dòng)作，很有可能造成越級(jí)跳閘的現(xiàn)象，擴(kuò)大事故的范圍。

2.3電力自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)的供電無(wú)保護(hù)

現(xiàn)階段中，我國(guó)的環(huán)狀配電網(wǎng)中基本采用了負(fù)荷的開(kāi)關(guān)方式，現(xiàn)在這個(gè)階段并不設(shè)斷路器裝置，因此也沒(méi)有保護(hù)。假如裝設(shè)的斷路器由于運(yùn)行的方式發(fā)生變化，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移等因素，導(dǎo)致了繼電保護(hù)的選擇性無(wú)法協(xié)調(diào)，這樣產(chǎn)生事故的可能就非常大?，F(xiàn)階段的環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式一般是開(kāi)口運(yùn)行，在發(fā)生故障時(shí)，故障的環(huán)網(wǎng)全部停電，絕大部分的網(wǎng)絡(luò)是由用人工操作的，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)幫助恢復(fù)供電。在環(huán)網(wǎng)中的供電用戶(hù)中較小容量的，還可以設(shè)置好熔絲，這樣就限制了故障產(chǎn)生的影響范圍；用戶(hù)的變壓器容量較大的，一般無(wú)法配置有選擇性的熔絲進(jìn)行保護(hù)，尤其是直接用銅棒進(jìn)行連接；這樣就導(dǎo)致用戶(hù)故障、環(huán)網(wǎng)全停，所以就可能擴(kuò)大了故障可能影響的范圍。

2.4電力自動(dòng)化保護(hù)校驗(yàn)的裝置可能存在漏洞

目前我國(guó)的多數(shù)配電系統(tǒng)保護(hù)校驗(yàn)的裝置都存在著漏洞。第一是儀器的儀表存在問(wèn)題。儀器的儀表是以保證保護(hù)裝置的校驗(yàn)質(zhì)量、提高工作效率的前提和基礎(chǔ)，但是長(zhǎng)期以來(lái)因?yàn)橥度氲牟⒉蛔?，因此電路的保護(hù)工作相對(duì)缺乏高性能的儀器。所以現(xiàn)階段仍以“地?cái)偂笔降慕泳€(xiàn)為主。雖然“地?cái)偂钡慕泳€(xiàn)方式是主要考驗(yàn)保護(hù)人員的基本功，但如出現(xiàn)了錯(cuò)誤，將非常嚴(yán)重的影響保護(hù)校驗(yàn)的質(zhì)量與工作效率。第二是現(xiàn)場(chǎng)的資料尚不全。繼電保護(hù)系統(tǒng)的圖紙資料不齊備的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題困擾繼電保護(hù)人員。在一些變電站中，圖紙的破損、丟失或者不全，尤其是新建站一直就沒(méi)有竣工圖；另一些就是變電站的圖紙剛剛補(bǔ)齊，又開(kāi)始新的技改施工項(xiàng)目，而改造后其又沒(méi)有及時(shí)將圖紙補(bǔ)齊；所以，各個(gè)變電站的圖實(shí)不符的現(xiàn)象始終存在，并且難以解決，留下了非常嚴(yán)重的事故隱患。

3.配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)安全管理的改進(jìn)手段

3.1避免電流互感器的飽和

為了避免電流互感器的飽和，主要從以下三個(gè)方面入手：首先，電流互感器的變比不可以選得太小，這是需要考慮線(xiàn)路在短路時(shí)的電流互感器的飽和問(wèn)題，例如一般的10kV線(xiàn)路的保護(hù)電流互感器的變比最好要大于60/1。然后是需要盡量地減少電流互感器二次的負(fù)載阻抗現(xiàn)象。盡量能夠避免保護(hù)與計(jì)量共用電流互感器裝置，進(jìn)一步縮短電流互感器的二次側(cè)電纜長(zhǎng)度和加大二次側(cè)電纜的橫截面。再次，管理者一定要遵守速斷保護(hù)原則。高壓電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)電流乘以1.2～1，3倍可靠系數(shù)進(jìn)行確定，假如超過(guò)了其規(guī)定的數(shù)值就可以確定故障電流，時(shí)限整定為Os。單臺(tái)的變壓器應(yīng)該按照所供電的最大1臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的電流加上它其余電動(dòng)機(jī)和照明等的負(fù)荷額定電流一同進(jìn)行整定，假如計(jì)算的整定值小于變壓器額定電流的2倍，就應(yīng)該按2倍的電流進(jìn)行整定。超過(guò)了2倍的電流整定值，應(yīng)該按計(jì)算的數(shù)據(jù)乘上可靠的系數(shù)確定，采用變電所內(nèi)的進(jìn)線(xiàn)應(yīng)該按照最大的整定值數(shù)據(jù)加其余的變壓器額定負(fù)荷。按照等級(jí)進(jìn)行劃分，確定了延時(shí)時(shí)間，仍然還有選擇性，但是短路的情況下速斷保護(hù)還是無(wú)選擇性。

3.2完善電力自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)配套建設(shè)

現(xiàn)階段的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是在電纜網(wǎng)絡(luò)中采用的主要方式，現(xiàn)階段還沒(méi)性能非常理想的繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置。為了更快速地隔離故障、恢復(fù)供電情況，管理者可考慮結(jié)合著配電自動(dòng)化裝置系統(tǒng)的建設(shè)，將繼電保護(hù)和自動(dòng)化系統(tǒng)共同配合使用。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力自動(dòng)化配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)是保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行關(guān)鍵手段，怎樣防止與杜絕繼電保護(hù)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，防止運(yùn)行事故的發(fā)生與擴(kuò)大、保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，是目前繼電保護(hù)的專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)該為之努力的奮斗目標(biāo)，也是目前各所單位所面對(duì)的、時(shí)刻不掉以輕心的一項(xiàng)艱巨的工作。同時(shí)伴隨著系統(tǒng)的不斷前進(jìn)和發(fā)展，肯定還會(huì)有各種不同的新問(wèn)題出現(xiàn)，筆者希望廣大的現(xiàn)場(chǎng)工作運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)人員能夠結(jié)合運(yùn)行的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，提出對(duì)應(yīng)的解決辦法，共同把電力自動(dòng)化安全保護(hù)工作做好。

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