繼電保護電力系統(tǒng)的短路保護

卑立杰 孫暕 張臣 張茗洋 王典 邊龍

摘要：電力系統(tǒng)的安全、高效運轉(zhuǎn)，對于保障我們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ骱蛯W(xué)習(xí)有著重要作用，但是由于各種因素的影響，電力系統(tǒng)在應(yīng)用過程中時常發(fā)生短路故障，如果不能及時的進行修復(fù)，不僅會影響區(qū)域性的正常用電，還會造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此，必須要在深入分析電力系統(tǒng)短路故障原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，探究短路故障防治對策和繼電保護措施，從而為確保整個電力系統(tǒng)的正常工作提供良好的環(huán)境。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；短路故障；原因分析；繼電保護

1電力系統(tǒng)短路故障的原因分析

電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。

1.1短路原因

短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞；誤操作及誤接；飛禽跨接裸導(dǎo)體；其它原因。

1.2短路后果

電力系統(tǒng)發(fā)生短路，短路電流數(shù)值可達幾萬安到幾十萬安；產(chǎn)生很大的熱量，很高的溫度，從而使故障元件和其它元件損壞；產(chǎn)生很大的電動力，該力使導(dǎo)體彎曲變形；短路時，電壓驟降；短路可造成停電；嚴重短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，造成系統(tǒng)癱瘓；單相短路時，對附近通信線路，電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。

1.3三相系統(tǒng)中的短路基本類型有：三相短路、二相短路、單相短路和兩相接地短路，其中，三相短路屬對稱短路，其它形式的短路，均屬不對稱短路；發(fā)生單相短路的可能性最大，發(fā)生三相短路的可能性最??；但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重，因此，選擇、檢驗電氣設(shè)備用的短路計算值，以三相短路計算值為主。

1.4無限大容量電力系統(tǒng)是指容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓基本不變，可將該電力系統(tǒng)視為無限大容量電力系統(tǒng)。

1.5電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)功率分布的忽然變化和電壓的嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)解列，這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此，必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大，持續(xù)時間愈長，破壞整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可能性愈大。短路電流的限制措施為保證系統(tǒng)安全可靠地運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常值。

2發(fā)生短路故障時的防范措施

2.1迅速切斷故障點電源

完整的電力系統(tǒng)，其內(nèi)部各個組成部分之間都是相互聯(lián)系、相互影響的，因此當其中的某一環(huán)節(jié)或某一設(shè)備出現(xiàn)短路故障后，如果不能及時的進行斷電修復(fù)，必然會對區(qū)域性的電路造成更嚴重的損失。因此，當電力系統(tǒng)的維護人員發(fā)現(xiàn)故障問題后，應(yīng)當立即查找并鎖定故障點，并分析其故障類型。在確定該故障為短路故障后，切斷該故障點的電力來源。一來可以保障故障維修工作的正常開展，二來也可以防止短路故障對其他電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。除此之外，維修人員也可以利用萬能表記錄短路狀態(tài)下的短路電流，以便于后期進行整流調(diào)節(jié)，避免今后電力系統(tǒng)因局部電流過大導(dǎo)致線路擊穿、短路問題的發(fā)生。

2.2變電站安裝避雷針

自然因素也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障的重要原因，其中以雷擊最為常見。雷擊破壞不僅會使電力系統(tǒng)的局部癱瘓，而且容易引發(fā)火災(zāi)和人員傷亡，因此必須要重點防護。在電力系統(tǒng)的變電站安裝避雷針，從而大大降低了雷雨天氣下變電站遭受雷擊的概率，防止了雷擊短路問題的發(fā)生。

2.3定期進行電氣設(shè)備的檢修

首先，應(yīng)提高電力系統(tǒng)安裝人員的專業(yè)素質(zhì)，防控誤操作問題的發(fā)生。尤其是在電網(wǎng)密集的區(qū)域，本身的電力系統(tǒng)維護任務(wù)重，許多系統(tǒng)管理人員往往很難面面俱到的進行線路和設(shè)備管理，從而給電力系統(tǒng)留下了風(fēng)險隱患。因此，必須要提升電力系統(tǒng)安裝和檢修人員的整體素質(zhì)，從根本上防范電力系統(tǒng)的故障問題。其次，提前制定應(yīng)急預(yù)案。即便是做好了充分的準備，電力系統(tǒng)也會由于不確定性因素（雷擊、地質(zhì)災(zāi)害等）而受到破壞影響，為了將短路故障損失降到最低，還必須制定完善的應(yīng)急預(yù)案，在發(fā)生短路故障后立即啟動應(yīng)急對策。

3繼電保護策略

3.1完善繼電保護配置

任何區(qū)域的繼電保護配置都有一個顯著性的缺點，即在10kV的配電下一致性較差。因此在繼電保護器等相關(guān)設(shè)備運行時，不僅要根據(jù)規(guī)范的操作進行，還要及時總結(jié)繼電保護的實際經(jīng)驗，再加上規(guī)范準確的計算方法才能有效地保證繼電保護器的運行。同時完善繼電保護配置還可以引入智能配置方式。近年來，隨著社會信息化的不斷進步與發(fā)展，人工智能被不斷地應(yīng)用到社會管理的各個領(lǐng)域中，并且取得了顯著效果。

3.2加強繼電保護定值管理

由于在實際的繼電保護定值管理中，常常存在混亂職權(quán)的情況，導(dǎo)致最后繼電保護的定值計算不準確，而且程序混亂，所以要加強繼電保護定值管理。在具體的保護過程中，要對其分工明確，職權(quán)分明，各個環(huán)節(jié)都由專門的人員進行掌握。再者，利用職權(quán)明確的管理制度，一旦繼電保護定值管理的某一個流程出現(xiàn)問題，就可以追究相關(guān)責(zé)任人的責(zé)任，從而建立管理科學(xué)、職權(quán)明確的繼電保護定值管理的體系，提高定值管理的水平，為繼電保護提供科學(xué)可信的數(shù)據(jù)定值。

3.3完善相應(yīng)的規(guī)章制度

在繼電保護裝置的運行過程中，除了技術(shù)方面的問題導(dǎo)致繼電保護事故的出現(xiàn)外，還由于企事業(yè)單位沒有完善相關(guān)的關(guān)于繼電保護事故的制度，從而使得無制度可依，所以部門內(nèi)部的人員就不能各司其職，導(dǎo)致部門內(nèi)部結(jié)構(gòu)的混亂，自然對于繼電保護裝置的措施也就執(zhí)行不到位。所以相關(guān)部門就要及時建立與完善相關(guān)的規(guī)章制度，使得工作人員能夠依靠具體的規(guī)章制度進行繼電保護規(guī)范的工作。這樣就能在一定程度上保證繼電保護過程的科學(xué)性與合理性，進而減少繼電保護的事故，為人們的安全及財產(chǎn)提高充足的保障。

結(jié)論：

電力系統(tǒng)發(fā)生短路事故時會引起很大的電動力并產(chǎn)生大量的熱量，對線路和電氣設(shè)備造成極大的危害，其中以三相短路電流造成的危害最嚴重，因此通常校驗三相短路電流的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。

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