提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性研究

何志強(qiáng)

摘要：目前，我國(guó)現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使得社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力能源的需求水平呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)。供電系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)裝置的可靠性建設(shè)是現(xiàn)代供電企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)穩(wěn)定有序開展的基本條件。文章針對(duì)提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性選取了三個(gè)具體方面展開了論述。

關(guān)鍵詞：10kV供電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；可靠性；提升策略；電力能源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM774 文章編號(hào)：1009-2374（2016）16-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.014

我國(guó)現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使得社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力能源的需求水平呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)，對(duì)電力能源工業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)水平建設(shè)提出了新的要求。近年來，供電設(shè)備在應(yīng)用類型和運(yùn)行方式呈現(xiàn)的多樣性變化，對(duì)供電技術(shù)系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)裝置的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)工作提出了新的要求，而供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性對(duì)于電力工業(yè)的正常發(fā)展具有重要影響。鑒于此，本文針對(duì)10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的提升策略展開了簡(jiǎn)要論述。

1 繼電保護(hù)的基本理論分析

繼電保護(hù)技術(shù)裝置最基本的技術(shù)作用，就是在電力能源工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的時(shí)點(diǎn)，在最短的技術(shù)應(yīng)答時(shí)間內(nèi)，完成系統(tǒng)故障自動(dòng)切除或者是通過發(fā)出警報(bào)信號(hào)，提醒供電公司值班工作人員及時(shí)針對(duì)故障現(xiàn)象展開技術(shù)檢查和處理。如果發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)中存在嚴(yán)重的技術(shù)缺陷，要及時(shí)通知相關(guān)電氣設(shè)備的主管技術(shù)人員或者是技術(shù)專家進(jìn)行專業(yè)研討，針對(duì)具體供電設(shè)備故障類型及時(shí)形成最佳技術(shù)處理手段。通過在電力能源輸送和供應(yīng)系統(tǒng)中引入和安裝繼電保護(hù)設(shè)備，能夠有效減少和規(guī)避因電氣零部件故障引致的輸配電設(shè)備和供電設(shè)備損壞現(xiàn)象，有效延長(zhǎng)相關(guān)技術(shù)設(shè)備的實(shí)際使用壽命，保證供電公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)事業(yè)的順利開展，給我國(guó)當(dāng)代國(guó)民基本生產(chǎn)生活實(shí)踐活動(dòng)的有序進(jìn)行提供能源支持。

在我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的早期發(fā)展階段，主要引入應(yīng)用的是觸點(diǎn)式繼電器設(shè)備，這種設(shè)備對(duì)我國(guó)電力能源工業(yè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)框架和以輸配電變壓器、發(fā)電機(jī)、輸電線路等為代表的基本電學(xué)設(shè)備工件，具備穩(wěn)定充足的技術(shù)保護(hù)作用，因而充分彰顯了繼電保護(hù)技術(shù)裝置在保證電力能源技術(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方面的關(guān)鍵地位。

從技術(shù)設(shè)備基本原理角度分析，繼電保護(hù)技術(shù)裝置可以在電力能源技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)技術(shù)故障的時(shí)點(diǎn)，以最短的技術(shù)應(yīng)答時(shí)間發(fā)現(xiàn)技術(shù)故障現(xiàn)象的發(fā)生點(diǎn)位，并借助對(duì)故障現(xiàn)象引致原因的基本分析，及時(shí)選取技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性成本最低的處理手段，阻斷供電系統(tǒng)故障現(xiàn)象的發(fā)生路徑，切斷故障的發(fā)展傳遞機(jī)制，在確保繼電保護(hù)技術(shù)功能充分執(zhí)行的技術(shù)條件下，及時(shí)恢復(fù)對(duì)相應(yīng)供電設(shè)備實(shí)際承載的對(duì)象用戶區(qū)域的正常供電任務(wù)。

由于我國(guó)現(xiàn)代供電技術(shù)系統(tǒng)本身具備著較復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以繼電保護(hù)技術(shù)性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，本身需要輸配電系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)工作人員的支持和配合。10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的條件下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行安全狀態(tài)保護(hù)目標(biāo)的基本條件，是維護(hù)電力能源工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行安全性的最后屏障。在實(shí)際針對(duì)繼電保護(hù)裝置展開選取和技術(shù)設(shè)置工作的過程中，要結(jié)合設(shè)置地區(qū)供電技術(shù)網(wǎng)絡(luò)具備的專有技術(shù)特征，展開合理的技術(shù)設(shè)計(jì)方案的確定工作，并且在設(shè)備安裝作業(yè)的過程中做好技術(shù)操作實(shí)施質(zhì)量的把控工作，促使實(shí)際安裝投入運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置具備最充分的技術(shù)可靠性。

2 10kV供電系統(tǒng)的常用繼電保護(hù)技術(shù)模式

2.1 電流速斷保護(hù)模式

在輸電系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)短路現(xiàn)象的條件下，會(huì)對(duì)線路供電功能的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的不良影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)驗(yàn)槎搪方Y(jié)構(gòu)中蓄積的熱效應(yīng)現(xiàn)象導(dǎo)致線路或者是附屬技術(shù)構(gòu)件被燒毀。在安裝配置繼電保護(hù)技術(shù)裝置的條件下，一旦供電線路中出現(xiàn)短路故障，繼電保護(hù)裝置會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)做出技術(shù)應(yīng)答，直接切斷存在短路現(xiàn)象輸電線路段的電能供應(yīng)，防止因局部電流過大引致的熱效應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致供電線路設(shè)備被燒毀。繼電保護(hù)裝置實(shí)施的過電流保護(hù)技術(shù)功能主要有兩種表現(xiàn)形式：其一是帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)；其二是無時(shí)限的電流速斷保護(hù)。在無時(shí)限電流強(qiáng)度速斷保護(hù)模式之下，繼電保護(hù)技術(shù)裝置可以在短路故障發(fā)生之后迅速完成技術(shù)動(dòng)作的執(zhí)行，最大限度地維持電路結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，減少重大技術(shù)事故事件的發(fā)生概率。然而這種繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模式本身就存在使用時(shí)間有效性層次的局限性，且其技術(shù)整定值參數(shù)本身存在充分的選擇性特質(zhì)，因而這種繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)施方式往往無法在單獨(dú)使用條件下發(fā)揮自身的最佳技術(shù)效能，需要與其他繼電保護(hù)技術(shù)方式進(jìn)行結(jié)合使用。

2.2 定時(shí)限過電流保護(hù)模式

定時(shí)限過電流保護(hù)是一種與時(shí)間因素緊密相關(guān)的繼電保護(hù)實(shí)施模式，是在技術(shù)方案指定的時(shí)間限制條件下展開的繼電保護(hù)活動(dòng)。針對(duì)10kV供電系統(tǒng)中附屬的不接地的線路系統(tǒng)而言，定時(shí)限過電流保護(hù)一般是在引入應(yīng)用兩相繼電器設(shè)備的條件下實(shí)現(xiàn)的，它運(yùn)用技術(shù)結(jié)構(gòu)躲避的方式，利用設(shè)備中配置的輔助技術(shù)構(gòu)件避免具備強(qiáng)烈負(fù)荷特征的電流通過供電系統(tǒng)中的線路構(gòu)件，并以此實(shí)現(xiàn)地輸電線路及其附屬設(shè)備的繼電保護(hù)技術(shù)目標(biāo)。事實(shí)上，這種繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)施方式只需在技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)過大電流強(qiáng)度的條件下啟動(dòng)，在一般電流條件下往往不需要進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)處理行為。所以在這種技術(shù)方式的應(yīng)用背景下，開展繼電保護(hù)裝置的整定操作，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注如下技術(shù)細(xì)節(jié)：在電動(dòng)機(jī)設(shè)備正常啟動(dòng)或者是自啟動(dòng)過程中，往往會(huì)有電流產(chǎn)生現(xiàn)象，但是這個(gè)時(shí)候并不需要實(shí)施繼電保護(hù)技術(shù)操作。在繼電保護(hù)裝置執(zhí)行技術(shù)動(dòng)作的條件下，要在線路故障現(xiàn)象排除之后，及時(shí)進(jìn)行返回處理。定時(shí)限過電流保護(hù)，是在規(guī)定的動(dòng)作時(shí)限之內(nèi)執(zhí)行的，在實(shí)際發(fā)揮繼電保護(hù)技術(shù)作用的過程中，往往是離電源位置越近的技術(shù)裝置，動(dòng)作時(shí)限就越長(zhǎng)，所以在這一技術(shù)形態(tài)的應(yīng)用過程中，往往會(huì)與速度斷電流繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行合并使用，并促進(jìn)兩種技術(shù)形態(tài)在應(yīng)用功能層次實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。定時(shí)限過電流保護(hù)能夠?qū)ΤL(zhǎng)里程的輸電線路進(jìn)行穩(wěn)定繼電保護(hù)技術(shù)活動(dòng)，是一種具備廣泛應(yīng)用空間的繼電保護(hù)形態(tài)。

2.3 反時(shí)限過電流保護(hù)模式

反時(shí)限過電流保護(hù)模式的有效動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)短，本身與線路出現(xiàn)短路現(xiàn)象時(shí)的電流強(qiáng)度緊密相關(guān)，通常短路電流強(qiáng)度越大，動(dòng)作有效時(shí)間就越短，短路電流強(qiáng)度越小，反之。反時(shí)限過電流保護(hù)繼電保護(hù)裝置主要是由感應(yīng)型繼電器設(shè)備構(gòu)成的，緣于感應(yīng)型電流繼電器本身同時(shí)具備啟動(dòng)元件和時(shí)間元件的雙重定位屬性，且觸點(diǎn)容量較大，能夠?qū)崿F(xiàn)直接跳閘技術(shù)動(dòng)作，不需要運(yùn)用中間繼電器技術(shù)構(gòu)件，但是這種繼電器設(shè)備內(nèi)部本身接不進(jìn)機(jī)械性吊牌信號(hào)裝置，因此不能引入運(yùn)用信號(hào)繼電器工件。這種繼電保護(hù)裝置具備較為簡(jiǎn)單的外部接線結(jié)構(gòu)以及較為復(fù)雜的內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)，能夠在滿足基本運(yùn)行技術(shù)環(huán)境需求的條件下，穩(wěn)定發(fā)揮繼電保護(hù)功能。

2.4 低周減載保護(hù)

低周減載保護(hù)是一種比較常見的應(yīng)用性輸電線路保護(hù)技術(shù)。低周減載技術(shù)裝置的保護(hù)作用是通過針對(duì)輸電線路技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行頻率展開動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)而具體實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)輸電線路技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中的電壓參數(shù)強(qiáng)度和電流參數(shù)強(qiáng)度均大于整定值時(shí)，系統(tǒng)實(shí)際上會(huì)表現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的負(fù)荷應(yīng)答狀態(tài)，直接引致電力能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行頻率明顯下降，且頻率參數(shù)的下降速度會(huì)明顯小于整定值。當(dāng)頻率參數(shù)的數(shù)值水平與整定值相等時(shí)，將會(huì)執(zhí)行“出口”技術(shù)動(dòng)作，直接引致低周減載保護(hù)技術(shù)裝置的壓板發(fā)生跳轉(zhuǎn)、使電網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)部分用電負(fù)荷的拋減技術(shù)目標(biāo)，進(jìn)而保障電力能源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

3 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可靠性提升策略

3.1 切實(shí)做好繼電保護(hù)技術(shù)裝置的技術(shù)把關(guān)

現(xiàn)階段，市場(chǎng)環(huán)境中出售的繼電保護(hù)技術(shù)裝置本身具備多種多樣的類型，其實(shí)際技術(shù)性能和質(zhì)量狀態(tài)也是參差不齊，為切實(shí)保障繼電保護(hù)裝置在安裝使用之后的技術(shù)可靠性，必須在設(shè)備裝置的引入選取環(huán)節(jié)切實(shí)做好質(zhì)量狀態(tài)把關(guān)，并且具體針對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用裝置中安裝運(yùn)用的每一個(gè)電學(xué)元件實(shí)施質(zhì)量和性能表現(xiàn)狀態(tài)的系統(tǒng)性評(píng)估，要盡可能多地選取和運(yùn)用具備較低故障發(fā)生率和較長(zhǎng)時(shí)間使用壽命的電學(xué)元器件。

在選取電磁型繼電器設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部件時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證其具備較好的光潔度；針對(duì)晶體管結(jié)構(gòu)中的零件進(jìn)行選擇，則需要切實(shí)關(guān)注工件之間的焊接處理質(zhì)量狀態(tài)等。

3.2 切實(shí)改善繼電保護(hù)技術(shù)裝置的基本運(yùn)行環(huán)境

透過針對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)裝置的實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用環(huán)境展開改良處理，不僅能夠大幅度提升技術(shù)裝置的指令執(zhí)行可靠性，還能助力技術(shù)裝置實(shí)際使用壽命的不斷延長(zhǎng)。在繼電保護(hù)技術(shù)裝置日?；\(yùn)行使用過程中，要時(shí)刻保證繼電保護(hù)室處于充足的密閉性狀態(tài)之下，在條件允許的條件下，可以在繼電保護(hù)裝置的安裝空間之內(nèi)配置空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置安裝空間室溫狀態(tài)的有效調(diào)節(jié)，保持相關(guān)技術(shù)裝置的最佳運(yùn)行狀態(tài)，助力供電系統(tǒng)繼電保護(hù)工作可靠性水平的不斷提升。

3.3 切實(shí)提升技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)質(zhì)量

為確保繼電保護(hù)技術(shù)裝置在供電技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)點(diǎn)能夠順利執(zhí)行預(yù)定的技術(shù)動(dòng)作，避免拒動(dòng)或者是誤動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在繼電保護(hù)裝置內(nèi)部電學(xué)元件的設(shè)計(jì)和搭配過程中，充分關(guān)注不同工件之間在技術(shù)能發(fā)揮過程中的兼容性狀態(tài)，為繼電保護(hù)技術(shù)裝置技術(shù)可靠性建設(shè)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)構(gòu)筑充足基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

針對(duì)提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問題，本文從繼電保護(hù)的基本理論、10kV供電系統(tǒng)的常用繼電保護(hù)技術(shù)模式以及10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可靠性提升策略展開了具體分析，不斷提升我國(guó)10kV供電線路繼電保護(hù)技術(shù)裝置在應(yīng)用過程中的可靠性，對(duì)于我國(guó)當(dāng)代供電事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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