電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)分析探討

李炳要

【摘 要】在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，為了確保城市電網(wǎng)配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

【關(guān)鍵詞】供電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；運(yùn)行

1.繼電保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)

繼電保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。但提高其不拒動(dòng)和提高其不誤動(dòng)作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷性質(zhì)的不同，拒動(dòng)和誤動(dòng)所造成的危害往往不同。例如當(dāng)系統(tǒng)中有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量，輸電線路很多，各系統(tǒng)之間和電源與負(fù)荷之間聯(lián)系很緊密時(shí)由于繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)變壓器或輸電線路切除而給電力系統(tǒng)造成的影響可能很??；但如果發(fā)電機(jī)變壓器或輸電線路故障時(shí)繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)作，將會(huì)造成設(shè)備的損壞或系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護(hù)裝置不拒動(dòng)的可靠性比提高其不誤動(dòng)的可靠性更為重要。但在系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)備用容量很少及各系統(tǒng)之間和負(fù)荷和電源之間聯(lián)系比較薄弱的情況下，繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作使發(fā)電機(jī)變壓器或輸電線切除時(shí)，將會(huì)引起對(duì)負(fù)荷供電的中斷甚至造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，損失是巨大的。而當(dāng)某一保護(hù)裝置拒動(dòng)時(shí)，其后備保護(hù)仍可以動(dòng)作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護(hù)裝置不誤動(dòng)的可靠性比提高其不拒動(dòng)的可靠性更為重要。

2.繼電保護(hù)事故的種類

2.1定值問(wèn)題

（1）整定計(jì)算的誤差；（2）人為整定錯(cuò)誤；（3）裝置定值的漂移：元器件老化及損壞，溫度與濕度的影響，定值漂移問(wèn)題。

2.2電源問(wèn)題

（1）逆變穩(wěn)壓電源問(wèn)題：紋波系數(shù)過(guò)高，輸出功率不足或穩(wěn)定性差；（2）直流熔絲的配置問(wèn)題；（3）帶直流電源操作插件。

2.3 TA飽和問(wèn)題

作為繼電保護(hù)測(cè)量TA對(duì)二次系統(tǒng)的運(yùn)行起關(guān)鍵作用，隨著系統(tǒng)短路電流急劇增加，在中低壓系統(tǒng)中電流互感器的飽和問(wèn)題日益突出，已影響到繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的正確性?，F(xiàn)場(chǎng)因饋線保護(hù)因電流互感器飽和而拒動(dòng)，主變后備保護(hù)越跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的事故時(shí)有發(fā)生。由于數(shù)字式繼電器采用微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，其主要工作電源僅有5V左右，數(shù)據(jù)采集部分的有效電平范圍也僅有10V左右，因此能有效處理的信號(hào)范圍更小，電流互感器的飽和對(duì)數(shù)字式繼電器的影響將更大。

2.4抗干擾問(wèn)題

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能較差，對(duì)講機(jī)和其他無(wú)線通訊設(shè)備在保護(hù)屏附近的使用會(huì)導(dǎo)致一些邏輯元件誤動(dòng)作?，F(xiàn)場(chǎng)曾發(fā)生過(guò)電焊機(jī)在進(jìn)行氬弧焊接時(shí)，高頻信號(hào)感應(yīng)到保護(hù)電纜上使微機(jī)保護(hù)誤跳閘的事故發(fā)生。新安裝、基建、技改都要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)反事故技術(shù)措施。盡可能避免操作干擾、沖擊負(fù)荷干擾、直流回路接地干擾等問(wèn)題的發(fā)生。

2.5保護(hù)性能問(wèn)題

保護(hù)性能問(wèn)題主要包括兩方面，即裝置的功能和特性缺陷。有些保護(hù)裝置在投入直流電源時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)；高頻閉所保護(hù)存在頻拍現(xiàn)象時(shí)會(huì)誤動(dòng)；有些微機(jī)保護(hù)的動(dòng)態(tài)特性偏離靜態(tài)特性很遠(yuǎn)也會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作結(jié)果的錯(cuò)誤。在事故分析時(shí)應(yīng)充分考慮到上述兩者性能之間的偏差。

3.繼電保護(hù)事故處理的原則

3.1正確充分利用微機(jī)提供的故障信息

對(duì)經(jīng)常發(fā)生的簡(jiǎn)單事故是容易排除的，但對(duì)少數(shù)故障僅憑經(jīng)驗(yàn)是難以解決的，應(yīng)采取正確的方法和步驟進(jìn)行。充分利用故障錄波和時(shí)間記錄 微機(jī)事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號(hào)是事故處理的重要依據(jù)，根據(jù)有用信息作出正確判斷是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。若通過(guò)一、二次系統(tǒng)的全面檢查發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)故障使繼電保護(hù)正確動(dòng)作，則不存在繼電保護(hù)事故處理的問(wèn)題；若判斷故障出在繼電保護(hù)上，應(yīng)盡量維持原狀，做好記錄，做出故障處理計(jì)劃后再開展工作，以避免原始狀況的破壞給事故處理帶來(lái)不必要的麻煩。

3.2運(yùn)用正確的檢查方法

（1）逆序檢查法 如果利用微機(jī)事件記錄和故障錄波不能在短時(shí)間內(nèi)找到事故發(fā)生的根源時(shí)，應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，一極一級(jí)往前查找，直到找到根源為止。這種方法常應(yīng)用在保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)時(shí)。（2）順序檢查法 該方法是利用檢驗(yàn)調(diào)試的手段來(lái)尋找故障的根源。按外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值檢查、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等順序進(jìn)行。這種方法主要應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)問(wèn)題的事故處理中。（3）運(yùn)用整組試驗(yàn)法 此方法的主要目的是檢查保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯、動(dòng)作時(shí)間是否正常，往往可以用很短的時(shí)間再現(xiàn)故障，并判明問(wèn)題的根源。如出現(xiàn)異常，再結(jié)合其他方法進(jìn)行檢查。

3.3事故處理的注意事項(xiàng)

（1）對(duì)試驗(yàn)電源的要求 在進(jìn)行微機(jī)保護(hù)試驗(yàn)事要求使用單獨(dú)的供電電源，并核實(shí)用電試驗(yàn)電源是否滿足三相為正序和對(duì)稱的電壓，并檢查其正弦波及中性線是否良好，電源容量是否足夠等要素。（2）對(duì)儀器儀表的要求 萬(wàn)用表、電壓表、示波器等取電壓信號(hào)的儀器必須選用具有高輸入阻抗者。繼電保護(hù)測(cè)試儀、移相器、三相調(diào)壓器應(yīng)注意其性能穩(wěn)定。

4.10kv供電系統(tǒng)繼電保護(hù)

4.1 10KV供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況

（1）供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況；（2）供電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況；（3）供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。

4.2 10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

（1）在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)。（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理。

4.3幾種常用電流保護(hù)的分析

（1）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)雖外部接線簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。

（2）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來(lái)獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

繼電器的構(gòu)成。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器（作為時(shí)限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動(dòng)元件）、電磁式信號(hào)繼電器（作為信號(hào)元件）構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的基（下轉(zhuǎn)第46頁(yè)）（上接第43頁(yè)）本原理。在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無(wú)關(guān)，所以這種過(guò)電流保護(hù)稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。 動(dòng)作電流的整定計(jì)算 。過(guò)流保護(hù)裝置中的電流繼電器動(dòng)作電流的整定原則，是按照躲過(guò)被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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