配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題分析

馬利祥

（大慶油田天然氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著用電企業(yè)的增加，我國電力系統(tǒng)的壓力也不斷加大。電力系統(tǒng)的設(shè)備類型復(fù)雜、運(yùn)行方式多樣，給繼電保護(hù)的工作帶來很大的挑戰(zhàn)。目前我國的繼電保護(hù)系統(tǒng)仍然存在很多問題，給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。這就需要盡早對配電系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)行升級改造，使繼電保護(hù)系統(tǒng)不斷完善。這樣才能不斷地適應(yīng)我國電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展步伐。

1 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)及其組成

配電系統(tǒng)繼電保護(hù)可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常情況時，以最快的反應(yīng)速度將故障設(shè)備從系統(tǒng)電源中切除，并對電源進(jìn)線實行超過電路負(fù)荷時報警，避免設(shè)備受損，減輕故障對相鄰地區(qū)的供電影響，同時能夠讓電力系統(tǒng)繼續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。繼電保護(hù)由饋出線路、電源進(jìn)線組成。饋出線路負(fù)責(zé)電流速斷保護(hù)，小電流接地報警等；電源進(jìn)線負(fù)責(zé)輕、重瓦斯及溫度保護(hù)，過負(fù)荷報警及差動保護(hù)，定時限過流、速切保護(hù)等。

1.2 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置原則

電力系統(tǒng)由發(fā)電、送電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)構(gòu)成。同時還包括繼電保護(hù)、通信、調(diào)度自動化等設(shè)備。要保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，必須配置安全可靠的繼電保護(hù)裝置。配電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置要滿足以下幾個原則。（1）要根據(jù)保護(hù)對象的故障特征來配置。繼電保護(hù)裝置判斷保護(hù)對象是否存在故障或異常工況是通過對保護(hù)對象運(yùn)行狀況的故障量來判斷的。故障量與電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和被保護(hù)對象有關(guān)，最基本的如功率、頻率、阻抗等電力元件的電流和所在母線的電壓引起的量構(gòu)成了電流保護(hù)、電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)等設(shè)施。（2）要盡量簡化二次回路。繼電保護(hù)系統(tǒng)由繼電保護(hù)裝置和二次回路構(gòu)成，二者都是不可或缺的重要組成部分。二次回路能夠保障電力生產(chǎn)的安全，保證繼電保護(hù)裝置正常工作，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。二次回路過于復(fù)雜有可能導(dǎo)致保護(hù)裝置失靈發(fā)生錯誤操作，因此要簡化二次回路的接線。（3）根據(jù)保護(hù)對象的電壓等級和重要性進(jìn)行配置。繼電保護(hù)隨著電壓等級的不同配置也隨之需要更改。在高壓電網(wǎng)中220kV及以上設(shè)備要配置2套主保護(hù)。對電壓等級低的系統(tǒng)則可以采用遠(yuǎn)后備的方式，即在配套的保護(hù)裝置作出反應(yīng)之前，相鄰保護(hù)裝置延時跳閘。（4）注意相鄰設(shè)備保護(hù)裝置的死區(qū)問題。在設(shè)計保護(hù)裝置時要合理分配電流互感器繞組,2個設(shè)備的保護(hù)范圍要有交叉，防止設(shè)備的保護(hù)裝置之間留下死區(qū)。

2 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題

2.1 繼電保護(hù)設(shè)備老化

我國電力系統(tǒng)自建設(shè)初到現(xiàn)在設(shè)備一直處于工作狀態(tài)，很多設(shè)備老化嚴(yán)重。目前，我國很多配電系統(tǒng)的繼電器都是20世紀(jì)70、80年代的老式繼電器。這些老式繼電器由于配置落后的問題常常會造成保護(hù)誤動、壓力不夠、節(jié)點氧化塵過多等問題。而二次回路的交流回路實驗端子老化，銹蝕會導(dǎo)致電阻過大，引起開路、保護(hù)誤動或拒動等問題。二次回路直流部分在低電和失電的情況下很難保證動作的可靠性，甚至?xí)U(kuò)大事故的影響范圍。

2.2 電流互感器飽和

近幾年隨著電力需求的增加供電系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大。在如此龐大的供電系統(tǒng)中，低壓配電系統(tǒng)短路時的電流不斷增大。這就容易造成電流互感器變比誤差增加，電流速斷保護(hù)的靈敏度就會相應(yīng)的降低，從而導(dǎo)致拒動。由于電流互感器飽和，定時限過流保護(hù)裝置也會產(chǎn)生拒動。這樣就需要主變壓器后備保護(hù)來切除故障設(shè)備，拖延了故障反應(yīng)的時間，容易造成故障影響的范圍擴(kuò)大。如果配電所的過流保護(hù)拒動則將影響整個配電所工作的正常進(jìn)行。

2.3 環(huán)網(wǎng)供電無保護(hù)

我國環(huán)狀配電網(wǎng)一般不設(shè)短路器和保護(hù)，而是采用負(fù)荷開關(guān)。因為裝設(shè)斷路器會改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式，導(dǎo)致負(fù)荷轉(zhuǎn)移，繼電保護(hù)無法協(xié)調(diào)選擇正常工作。環(huán)網(wǎng)一旦發(fā)生故障，則全部環(huán)網(wǎng)停止供電，再由人工對網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)進(jìn)行操作并恢復(fù)供電。這樣就導(dǎo)致故障的影響范圍涉及面廣，難以進(jìn)行有效的控制。一般單純的靠設(shè)置熔絲的辦法只能針對小容量的環(huán)網(wǎng)起到一點效果。對變壓器容量較大的用戶范圍難以采取有效的手段進(jìn)行保護(hù)。

2.4 繼電保護(hù)校驗裝置存在漏洞

隨著電網(wǎng)運(yùn)行時間增加，技術(shù)改造等問題的提出，我國繼電保護(hù)校驗裝置問題顯現(xiàn)。首先現(xiàn)場資料不全。在某些變電站由于管理存在問題導(dǎo)致繼電保護(hù)的圖紙資料破損、丟失不全，這給繼電保護(hù)的工作人員帶來很大的困擾。還有一些變電站由于技術(shù)改造增加了工作量，導(dǎo)致相關(guān)的技術(shù)圖紙難以補(bǔ)齊，這就給繼電保護(hù)的配置和維護(hù)增加了很多安全問題。其次，儀器儀表性能低下。儀器儀表能夠幫助工作人員更為精確地判斷設(shè)備的運(yùn)行情況，提高工作人員的工作效率和校驗質(zhì)量。但是由于設(shè)備老化等問題，儀器儀表的工作性能低下，難以有效幫助工作人員進(jìn)行接線工作。這嚴(yán)重影響了保護(hù)校驗工作的效率和質(zhì)量。

3 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)改進(jìn)措施

3.1 加大資金投入更新老化設(shè)備

供電企業(yè)應(yīng)直面設(shè)備老化帶來的相關(guān)問題，加大資金投入力量，使繼電保護(hù)老化的設(shè)備能夠及時更換，提高保護(hù)設(shè)備工作的安全可靠性。保護(hù)校驗是保護(hù)裝置正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，校驗的結(jié)果是否準(zhǔn)確直接影響保護(hù)裝置的運(yùn)行效果。所以，供電企業(yè)應(yīng)及時更新保護(hù)校驗設(shè)備，使供電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作趨于完善。在不影響正常供電設(shè)備運(yùn)行的情況下，確?；芈分g有足夠的保護(hù)整定時間。

3.2 避免電流互感器飽和

避免電流互感器飽和首先要從電流互感器的變比入手。電流互感器要根據(jù)線路保護(hù)的最大通過電流選擇變比，盡量選擇變比較大的電流互感器，這樣設(shè)備不容易飽和。其次要減少電流互感器二次負(fù)載阻抗。保護(hù)和計量不能共用電流互感器，同時適當(dāng)縮減電纜的長度、適當(dāng)加大截面來減少負(fù)載阻抗。第三要遵守速斷保護(hù)原則。一旦電流超過規(guī)定的可靠系數(shù)值就要立即實施斷電保護(hù)。使短路時電流互感器能夠感應(yīng)到較多的電流，從而避免電流互感器飽和。

3.3 完善環(huán)網(wǎng)供電的保護(hù)設(shè)施

環(huán)網(wǎng)供電發(fā)生故障后需要人工操作才能恢復(fù)正常供電。目前環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要采用的是電纜網(wǎng)絡(luò)。沒有針對環(huán)網(wǎng)保護(hù)的理想繼電保護(hù)裝置。但是一些自動化設(shè)備能夠有效起到快速隔離故障、恢復(fù)供電的作用。因此電力企業(yè)可以增設(shè)一些配電自動化設(shè)備來提高環(huán)網(wǎng)預(yù)防和處理故障的能力。自動化設(shè)備能夠在環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障時自動對系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，大大縮短故障處理的時間，能夠在很大的程度上減少故障對配電系統(tǒng)造成的大范圍影響。

3.4 解決繼電保護(hù)校驗裝置漏洞

配電系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗裝置存在很多的漏洞，想要有效的解決這一問題可以從以下幾方面進(jìn)行。（1）加強(qiáng)對繼電保護(hù)相關(guān)圖紙資料的管理，建立相應(yīng)的管理制度。繼電保護(hù)相關(guān)的圖紙資料對于電力系統(tǒng)的后期建設(shè)有著重要的作用。所以要重視這些資料的管理工作，由專人負(fù)責(zé)管理，并建立健全的管理制度，以防資料損壞、遺失造成設(shè)備維修困難等問題。同時資料的取用、回收都需要進(jìn)行嚴(yán)格的管理，使資料能夠得到合理利用的同時，確保繼電保護(hù)工作順利的進(jìn)行。（2）提高儀器儀表的設(shè)備使用性能。提高儀器儀表設(shè)備的使用性能，能夠有效提高校驗裝置的精確性和工作人員的工作效率，也能夠保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，配電系統(tǒng)繼電保護(hù)能夠保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，使設(shè)備避免遭到損壞，減小電網(wǎng)故障影響的范圍。但繼電保護(hù)裝置由于設(shè)備老化、電流互感器飽和、校驗裝置漏洞等問題使設(shè)備在發(fā)生故障時難以得到有效的保護(hù)，因此對配電系統(tǒng)繼電保護(hù)實行改進(jìn)措施勢在必行。防止繼電保護(hù)出現(xiàn)問題，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行是每個電力工作人員必須要考慮的問題。這也是電力企業(yè)急需解決的重要工作。隨著科技的不斷發(fā)展，新問題也會隨之而來，電力企業(yè)要想提高市場競爭力，就要積極應(yīng)戰(zhàn)，做好電力系統(tǒng)的保護(hù)工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。