繼電保護裝置對配網(wǎng)供電可靠性的分析與研究

鄒偉偉

【摘要】為了提高配網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性，本論文主要闡述了繼電保護在配網(wǎng)系統(tǒng)中的應用，同事詳細的分析了不同繼電保護裝置對配網(wǎng)運行的主要影響，從而達到提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的目的，通過配網(wǎng)系統(tǒng)的實際運行發(fā)現(xiàn)，本論文提出的方案能夠有效提高配網(wǎng)供電的可靠性。

【關鍵詞】繼電保護；重合閘；系統(tǒng)故障

引言

低壓配網(wǎng)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，主要承擔系統(tǒng)與用戶之間的紐帶作用，所以配網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對整個電網(wǎng)的運行有至關重要的作用，為了提高配網(wǎng)運行的可靠性，在系統(tǒng)中配置了大量的繼電保護裝置，繼電保護裝置能夠及時自動的向工作人員發(fā)出報警或者自動的將配網(wǎng)系統(tǒng)的故障切除，從而達到配網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，避免發(fā)生電力事故。本論文主要闡述了繼電保護的配置特點，主要內(nèi)容包括電流速斷保護、過電流保護、零序電流保護、低電壓保護、過電壓保護等。

2、配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時系統(tǒng)特點

配網(wǎng)系統(tǒng)一般屬于中性點不接地或者經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，當發(fā)生接地故障時，流過故障點的故障電流主要是系統(tǒng)的對地電容電流，如果電容電流過大，可能產(chǎn)生間歇性電弧，從而引起正常相電壓升高，導致造成多點接地，但是在故障初始，由于故障電流過小，并且三相之間線電壓保持不變，所以，對于配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時可以繼續(xù)運行一段時間，但非故障相的電壓升高為原來的1.732倍，長時間的運行可能導致非故障相絕緣降低，從而引起多點接地，造成負荷損失。當配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，其電壓電流具有以下的特點：（1）電壓。當配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，故障相電壓為零，非故障相電壓變?yōu)榫€電壓，三個線電壓的大小和相位保持不變，零序電壓的大小變?yōu)橄嚯妷?。?）電流。非故障相的零序電流值等于本線路的對地電容電流，故障相的零序電流等于所有非故障線路的電容電流之和，接地點的零序電流等于全系統(tǒng)的對地電容電流。（3）相位。接地點的零序電流超前零序電壓90°。所以，我們針對以上特點配置繼電保護的主要性能，能夠有效的保證配網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)生故障時可靠切除，保證非故障線路的安全穩(wěn)定運行。

3、配網(wǎng)中繼電保護裝置的配置

3.1過電流保護

配網(wǎng)中的過電流保護主要采用三段式電流保護，第I段保護為電流速斷保護，它的功能主要是用來快速切除線路末端故障，其動作時間書瞬時動作的，所以稱之為電流速斷保護，并且，越靠近故障點，其動作值越小，動作越靈敏，第II段保護為限時限電流保護，它的功能是切除線路全長上I段無法切除的故障，并且?guī)в幸欢ǖ难訒r，所以稱之為限時限電流保護，本段保護一般與下一級線路的第I段保護來配合，兩者相互配合，更加可靠的保證配網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。第III段保護為定時限電流保護，他的配置原則和前兩段全然不同，它是根據(jù)系統(tǒng)的過負荷來配置的一種電流保護，每一段保護都有固定的時間和定值，并且從用戶到電源點，其動作時間越來越長，電流越來越大，這種配合能夠有選擇性的切除故障，但是當發(fā)生在近電源點時，故障電流大，動作時間長，可能對電網(wǎng)產(chǎn)生破壞，所以在一般情況下這三段保護同時投入運行，作為主后備保護相互配合使用。

3.2零序電流保護

零序電流保護是根據(jù)系統(tǒng)中的零序電流來判別的一種保護，其功能是當系統(tǒng)發(fā)生故障時，會在線路中產(chǎn)生零序電流（本部分電流主要是整個系統(tǒng)對地的電流電流），繼電保護裝置采取本線路的零序電流值，當電流值達到繼電保護裝置的動作值時，快速的切除故障，但是在配網(wǎng)系統(tǒng)中一般不投入零序電流保護，其原因是當配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)中的零序電流主要是整個系統(tǒng)對地的電容電流，其電流值比較小，所以不能夠快速的反應故障，所以一般不投入零序電流保護。

3.3過電壓保護

過電壓保護是指當系統(tǒng)的電壓過高時切除一部分無功補償設備，來達到降低電壓的目的，其原理是繼電保護采集配網(wǎng)系統(tǒng)的母線電壓，當采得的母線電壓大于繼電保護裝置的過電壓動作值時，繼電保護裝置可靠地切除電容器，從而降低系統(tǒng)電壓。過電壓保護對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有主要的意義，保證了用戶電壓的質(zhì)量。防止由于電壓過大對用戶設備造成損失。

3.4欠電壓保護

欠電壓保護是指當系統(tǒng)的電壓過低時切除一部分無功補償設備，來達到升高電壓的目的，其原理是繼電保護采集配網(wǎng)系統(tǒng)的母線電壓，當采得的母線電壓小于繼電保護裝置的欠電壓動作值時，繼電保護裝置可靠地切除電抗器或者投入電容器，從而升高系統(tǒng)電壓。欠電壓保護對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有主要的意義，保證了用戶電壓的質(zhì)量。防止由于電壓過小導致用戶的設備不能正常工作。

4、提高供電可靠性的措施

4.1使用重合閘

根據(jù)電力系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)分析，對于架空線路，其90%的故障是瞬時性故障，如雷擊、鳥害等引起的短時性故障，雖然故障已消失，但是由于短路引起的故障點依然通過電弧向周圍的空氣放電，等故障時間達到繼電保護的動作時間后，保護動作切除兩側的斷路器，由于故障點沒有電源點繼續(xù)供電，故障開始熄弧，等到完全熄弧后，故障線路已經(jīng)恢復正常，如果此時，能夠合上兩側的斷路器讓線路繼續(xù)供電，這樣不僅維護了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，同時減少了損失，因此，在變電站中的繼電保護裝置中配置重合閘功能，其原理是當線路上的瞬時故障切除后，能夠自己恢復送電。如果線路上的故障已恢復，則繼續(xù)供電，如果線路上的故障還沒有恢復，在重合后加速跳閘，保證電網(wǎng)的安全性。

重合閘保護具有以下特點：（1）對于瞬時性故障可以迅速的恢復供電，提高了供電的可靠性。（2）對于繼電保護的誤動作或者人為的誤操作、斷路器機構失靈等原因?qū)е碌牟徽Ｌl能夠通過重合閘來補救。（3）提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，快速恢復到原來的電網(wǎng)結構，有利于系統(tǒng)恢復穩(wěn)定運行。

4.2正確配置階段式電流保護

三段式電流保護廣泛的適用于配網(wǎng)系統(tǒng)中，電流速斷保護提高了切除故障的時間，一般作為線路保護的主保護，限時電流速斷保護保證切除了全線故障，作為電流速斷保護的后備保護，當電流速斷無法動作時，限時速斷保護再切出故障。在平時的配置中，要合理的計算電流整定定值和動作時間，在保證線路的選擇性外還要兼顧快速性。

4.3備用電源自動投入

為了提高配電網(wǎng)絡的供電可靠性，在變電站中一般設置備自投裝置，當供電線路發(fā)生故障時，自動投入備用電源，保證用戶的連續(xù)性供電，在備用電源投入之前，應該保證工作電源已經(jīng)可靠切除，防止備用電源自動投入到故障上，不僅造成備自投裝置失敗，同時導致擴大故障范圍，損毀電力設備。

5、總結

隨著用戶對電能質(zhì)量的高水平要求，使得電力系統(tǒng)對供電的可靠性的要求越來越高，因此，本論文對供電線路的可靠性因素做出分析，同時詳細闡述提高供電可靠性的有效措施，能夠有效的防止電力系統(tǒng)故障的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，本論文具有以下特點：（1）合理配置繼電保護裝置的性能，提高配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。（2）為配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性運行提供理論依據(jù)，提高運行人員的基本技能。

參考文獻

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