智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用要點(diǎn)分析

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和和諧社會(huì)的構(gòu)建，我國的配電網(wǎng)智能化程度越來越高，這對智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)電路的要求也越來越高。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的電能輸送的最后階段，其安全性不僅對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響，還直接影響到了用戶的用電質(zhì)量，因此，加強(qiáng)配電網(wǎng)繼電保護(hù)有十分重要的意義。文章重點(diǎn)對智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】智能配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，智能電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，這極大的提高了電力系統(tǒng)的智能化程度。要想保證智能配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，就必須做好保護(hù)工作工作，繼電保護(hù)是確保智能電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，因此，在進(jìn)行智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性。下面就智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)電路設(shè)計(jì)及其應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、智能配電網(wǎng)中繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

（一）常用配電網(wǎng)繼電保護(hù)

常用的配電網(wǎng)繼電保護(hù)有短路保護(hù)和接地保護(hù)兩種情況。正常情況下，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，負(fù)荷電流比較小，容易檢測出來，可以采用距離保護(hù)的方法進(jìn)行保護(hù)，距離保護(hù)不僅能將短路故障檢測出來，還能對電流故障、電壓故障繼續(xù)測量，然后計(jì)算阻抗故障，最終確定故障位置。大多數(shù)情況下，配電網(wǎng)發(fā)生的故障屬于接地故障以及接地故障引起的其他故障，因此，必須設(shè)置專門的接地保護(hù)。接地保護(hù)不需要對正常的相電流進(jìn)行監(jiān)控，可以忽略負(fù)荷電流帶來的作用。當(dāng)接地故障出現(xiàn)部分電阻相對小的接地系統(tǒng)時(shí)，可以采用電流—時(shí)間繼電保護(hù)裝置進(jìn)行故障檢測，當(dāng)接地故障出現(xiàn)高阻故障時(shí)，可以采用反時(shí)限、零序量、中性點(diǎn)電壓等手段進(jìn)行故障檢測。

（二）配電網(wǎng)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的外圍器件和CPU被研發(fā)出來，CPU具有很強(qiáng)的計(jì)算能力，不但能完成繼電保護(hù)動(dòng)作，還具有部分設(shè)備的功能，由CPU和外圍器件組成的綜合測控裝置具有保護(hù)、測量、控制、通訊等多種功能，將綜合測控裝置應(yīng)用在智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)中，能極大的提高系統(tǒng)的繼電保護(hù)能力。同樣地，在應(yīng)用這種裝置時(shí)，對裝置的制造工藝要求也更高了，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置需要適應(yīng)干擾水平強(qiáng)、溫度大、電磁輻射強(qiáng)等環(huán)境，這就需要在制造綜合測控裝置時(shí)，嚴(yán)格的控制生產(chǎn)質(zhì)量。目前，就地安裝中低壓開關(guān)設(shè)備，并采用通信手段構(gòu)建自動(dòng)化系統(tǒng)，已經(jīng)成為智能配電系統(tǒng)的潮流。智能配電系統(tǒng)中使用的就地安裝繼電保護(hù)自動(dòng)裝置，包括系統(tǒng)原有的手動(dòng)操作柱上開關(guān)和配電開關(guān)，由于微機(jī)保護(hù)裝置的加入，柱上開關(guān)和配電開關(guān)也發(fā)生了極大的變化。目前開發(fā)出的柱上裝置主要有兩種，一種是柱上開關(guān)和FTU相互配合使用，形成機(jī)電一體化裝置；第二種是柱上開關(guān)和FTU分離使用，各自發(fā)揮各自的功能。這些智能化設(shè)備的通信能力很強(qiáng)，可以完成以往設(shè)備無法完成的任務(wù)。同時(shí)，有很多新的內(nèi)容添加到智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)中，例如在設(shè)計(jì)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，需要考慮饋線開關(guān)的控制，這些新內(nèi)容極大的提高了智能配電網(wǎng)的繼電保護(hù)能力，為智能配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

（三）就地化繼電保護(hù)自動(dòng)裝置

就地化繼電保護(hù)自動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)簡化的連線、清晰的間隔、可靠的操作，集控中心以通信為渠道和就地裝置連接在一起，極大的減輕了集控中心的連線復(fù)雜性。繼電保護(hù)自動(dòng)裝置采用戶外型的主要原因是為減少電纜連接，保證主控制室的簡潔度，在戶外開關(guān)周圍安裝就地化結(jié)構(gòu)，當(dāng)金屬箱體為雙層屏蔽時(shí)，內(nèi)部安裝的測控保護(hù)設(shè)備既可以是獨(dú)立設(shè)備，也可以是綜合設(shè)備，通過光纖等通信手段，完成主控制室的信息交換，從而減輕了CT負(fù)擔(dān)，減小了控制電纜，使得操作變得更可靠，視野變得更清晰。

二、配電網(wǎng)中自適應(yīng)繼電保護(hù)分析

（一）自適應(yīng)性保護(hù)電流

自適應(yīng)保護(hù)電流可以分為自適應(yīng)電流速斷保護(hù)和自適應(yīng)過流保護(hù)兩種情況，和傳統(tǒng)的電流速斷保護(hù)相比，自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的定值能隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式及短路類型的變換而發(fā)生變換，自適應(yīng)電流速斷保護(hù)能對電源到保護(hù)安裝處的阻抗、故障類型等進(jìn)行檢測，計(jì)算出整定值后，能根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而保證系統(tǒng)時(shí)刻處于最佳狀態(tài)。自適應(yīng)過電流保護(hù)的定值是根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和負(fù)荷電流得出的，能進(jìn)行根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和變化，這極大的提高了保護(hù)的可靠性。

（二）自適應(yīng)保護(hù)電動(dòng)機(jī)

在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)判斷時(shí)，首先要檢驗(yàn)電流是否通過電動(dòng)機(jī)，然后電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，電流會(huì)迅速的上升到額定電流的6-8倍，然后電流會(huì)逐漸下降到額定電流之下；當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，啟動(dòng)過程只會(huì)有前半部分的特性；電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行過程中，電流不會(huì)出現(xiàn)明顯的上升或者下降?？梢愿鶕?jù)這幾個(gè)特性使用自適應(yīng)保護(hù)對電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間、最大啟動(dòng)電流等進(jìn)行自動(dòng)檢測，這樣能保證出現(xiàn)故障時(shí)，自適應(yīng)保護(hù)快速發(fā)出動(dòng)作，減少電動(dòng)機(jī)故障對整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響。自適應(yīng)保護(hù)能自動(dòng)識別當(dāng)前狀態(tài)是否為啟動(dòng)過程，如果電動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)過程，當(dāng)達(dá)到整定啟動(dòng)時(shí)間后，如果整定值電流小于電動(dòng)機(jī)相電流，保護(hù)會(huì)自動(dòng)跳閘，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行過程中，該保護(hù)會(huì)自動(dòng)退出。

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)繼電保護(hù)的要求也越來越高，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、電子技術(shù)等新技術(shù)的加入，為智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。在新環(huán)境下，電力企業(yè)要加強(qiáng)智能配電網(wǎng)繼電保護(hù)，不斷優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)，確保繼電保護(hù)的穩(wěn)定運(yùn)行，有效地提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，為人們提供安全、舒適的電力資源，從而有效地促進(jìn)電力行業(yè)的快速發(fā)展。

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作者簡介：

賈蓓（1980-），女，河南太康人，講師，主要研究方向?yàn)樾盘柵c信息處理。

李倩茹（1983-），女，陜西西安人，助教，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全。

劉強(qiáng)（1967-），男，湖南湘潭人，副教授，主要研究方向?yàn)樾畔⑴c通信工程。