基于快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響研究

李洋

摘要：因為目前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，但在配電網(wǎng)方面的發(fā)展卻相對較為落后。配電網(wǎng)建設(shè)的過程中往往會有設(shè)備老化嚴(yán)重，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理等情況的存在，從而造成配電網(wǎng)電壓的整體水平較低，網(wǎng)損過重，無功功率短缺等一系列問題的影響。正是因為這一系列影響的存在已經(jīng)越來越不能滿足如今快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)需求。因此對于如何更加高效的解決配電網(wǎng)電壓過低以及損耗高的現(xiàn)象就成了目前電力工作者的重點(diǎn)工作內(nèi)容。而通過快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置技術(shù)便能夠完美的解決以上問題。

關(guān)鍵字：串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù);電壓質(zhì)量;快速開關(guān);配電網(wǎng);繼電保護(hù);網(wǎng)絡(luò)損耗;

引言：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在日常的生活與生產(chǎn)中對電能的應(yīng)用越來越高，同時因為計算機(jī)設(shè)備、敏感性負(fù)荷以及通信設(shè)備的出現(xiàn)，從而對電能的質(zhì)量又了更高層次的要求。但對于我國目前的煤炭資源以及水資源等相關(guān)的一次能源資源的分配不均衡的現(xiàn)象，如呈現(xiàn)出逆向分布的情況。從而對于加快技術(shù)的創(chuàng)新建設(shè)以及提高電網(wǎng)的遠(yuǎn)距離輸電能力和輸電電容的容量就顯得十分重要與必要。而在此過程中應(yīng)用串聯(lián)補(bǔ)償裝置，能夠在很大程度上降低線路的損耗問題，并且此方法也是目前能夠解決配電網(wǎng)中存在一切問題的最理想最佳的解決方案。但由于傳統(tǒng)的補(bǔ)償裝置存在著體積大、造價高以及運(yùn)行維護(hù)工作困難，對線路繼電保護(hù)存在較大的影響等一系列問題，使得串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中并沒有取得更好的發(fā)展因此也并不能展現(xiàn)出自身的技術(shù)優(yōu)勢。隨著科技發(fā)展的不斷進(jìn)行，基于以上問題快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置應(yīng)運(yùn)而生，從而將以上問題完美的解決，更好的提升了配電網(wǎng)繼電的保護(hù)作用。

1：快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置的研究意義

根據(jù)有關(guān)研究表明，如果假定在故障的瞬間電容器總能處于完全旁路的狀態(tài)，則保護(hù)裝置的動作不會受到串補(bǔ)電容的相關(guān)影響。但這只是理想狀況下，在現(xiàn)實(shí)的情況中當(dāng)發(fā)生故障的時候電容器通常都是以某種方式旁路的。因為不同的故障有著不同的類型，從而使得電容國企在旁路過程中往往會存在一定時間的延時，并且這個延時的時常往往是取決于電容器旁路系統(tǒng)類型的。從而，串聯(lián)補(bǔ)償電容器對線路雖然有一定的保護(hù)作用，但也會存在于一定的影響，并且這個影響是不能通過對線路保護(hù)而消除的。

近幾年對快速開關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)成為了一種研究熱點(diǎn)，并且該技術(shù)的核心理論已經(jīng)比較成熟。正是由于快速開關(guān)技術(shù)具有更快的開斷速度、結(jié)構(gòu)更加簡單、可靠性更高以及能力更強(qiáng)、有更加廣泛的適用范圍等優(yōu)勢。使其發(fā)展與應(yīng)用十分的快速，并且如今已經(jīng)逐漸的開始取代傳統(tǒng)開關(guān)。如果將此技術(shù)應(yīng)用在串聯(lián)補(bǔ)償器中，那么會極大的降低電容旁路的實(shí)踐，對配電網(wǎng)繼電保護(hù)有著更加深刻更加廣泛的應(yīng)用。

2：快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)分析

對于傳統(tǒng)的串聯(lián)補(bǔ)償器裝置，雖然有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是由于配置器自身存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、體積龐大以及投入產(chǎn)量較低并且裝置自身的安全性能以及可靠性能較差等負(fù)面現(xiàn)象，從而使得在實(shí)際的配電網(wǎng)的保護(hù)應(yīng)用中應(yīng)用非常的局限。

正是因為傳統(tǒng)的串聯(lián)補(bǔ)償裝置存在缺點(diǎn)，從而大力對快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置進(jìn)行了深入研究與發(fā)展。對于快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置實(shí)際的應(yīng)用其實(shí)就是利用快速開關(guān)來取代傳統(tǒng)的火花間隙。快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置在配電網(wǎng)繼電保護(hù)方面主要體現(xiàn)在以下幾方面功能：

串聯(lián)電容器組：該元件主要的作用就是在補(bǔ)償線路的降壓過程中，通過降壓提高了電壓的質(zhì)量。

快速開關(guān)：這是一項基于快速渦流驅(qū)動技術(shù)而開發(fā)出的一款全新的快速真空斷路器，主要的應(yīng)用就是在串聯(lián)電容器中及時的釋放出電荷。該裝置在正常運(yùn)行的情況下是處于分閘狀態(tài)的。當(dāng)線路發(fā)生短路的時候，則會迅速接通電容器的放電回路，整個接通的過程僅僅需要10ms，在分閘過程中則更為迅速僅需要5ms即可完成分閘工作。該裝置的主要組成基礎(chǔ)便是快速真空斷路器以及結(jié)合短路故障快速識別等技術(shù)。通過對此技術(shù)的應(yīng)用對于在串聯(lián)補(bǔ)償器快速階段工作中能夠在很大程度上縮短過電壓的持續(xù)作用時間，因此對于過電壓而產(chǎn)生的氧化鋅大大的減少。

3：快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置對繼電器保護(hù)的影響

3.1：對電流保護(hù)

對電流的保護(hù)工作主要是通過快速開關(guān)的高反應(yīng)，在電流升高的時候而快速展開相應(yīng)的保護(hù)動作。雖然在實(shí)際的應(yīng)用過程中繼電器的對啟動電流的選擇不同，因而電流保護(hù)也針對以下幾個階段進(jìn)行保護(hù)。

在電流Ⅰ段的時候，電流的保護(hù)作用主要是體現(xiàn)在能夠快速切斷的方面。主要是根據(jù)在短路電流內(nèi)電流幅值短時間內(nèi)迅速增加的而產(chǎn)生的瞬間動作。

在電流Ⅱ段的時候，電流的保護(hù)作用主要的體現(xiàn)在能夠為限時電流速斷進(jìn)行保護(hù)，器實(shí)際的保護(hù)范圍主要是延伸到下級電路，通過于下級電路Ⅰ段的共同作用保護(hù)配合，使得動作電流能夠躲避開下級各個相鄰的元件，并且電流速斷的保護(hù)能夠通過最大動作范圍來進(jìn)行整定的。從而使得限流電流速斷保護(hù)能夠作用于整體線路的全部長度。

在電流末段的保護(hù)作用。對于在電流末端對電流的實(shí)際保護(hù)就是通過對下級電路進(jìn)行主動的保護(hù)拒動以及斷路器拒動后的后備保護(hù)。同時對于電流末端保護(hù)來說既能夠主動保護(hù)拒動還能夠為負(fù)荷提供保護(hù)作用，從而能夠最大限度上躲避開最大負(fù)荷電流。

3.2：對距離保護(hù)的影響

距離保護(hù)主要的應(yīng)用原理其實(shí)就是短路的時候電流與電壓同時會發(fā)生變化的形態(tài)特征，通過對電流與電壓的比值從而能夠判斷出故障點(diǎn)到保護(hù)安裝的實(shí)際距離，從而針對問題展開一系列的工作。

將電容器創(chuàng)融到電路當(dāng)中以后，會對電路產(chǎn)生很多方面的影響。其中最為明顯的一處影響就是破壞了線路阻抗與測量距離之間的比例關(guān)系。將串聯(lián)電容器加入以后，破壞了這兩者之間的比例關(guān)系后，會導(dǎo)致電路的阻抗發(fā)生一定的突變，從而導(dǎo)入相關(guān)人員無法正確的質(zhì)量故障出現(xiàn)的位置，所以串聯(lián)補(bǔ)償對距離保護(hù)的影響就是讓相關(guān)人員不能測量故障距離，造成不能快速的對電路進(jìn)行維修，對距離保護(hù)造成影響。

3.3串聯(lián)補(bǔ)償對電流保護(hù)的影響

在電路正常的工作過程當(dāng)中，如果電路當(dāng)中的電流過大，有可能會對電路造成巨大的傷害。為了避免電流過大而對電路造成的影響，我們需要在電路當(dāng)中安裝各種各樣的保護(hù)裝置來避免電路當(dāng)中的電流過大。其中在本節(jié)當(dāng)中我們所講的串聯(lián)補(bǔ)償，就是會對電流保護(hù)產(chǎn)生影響的一種狀態(tài)。在電路工作的過程當(dāng)中，如果電路的電流過大，那么電流保護(hù)裝置就會啟動。但是由于電路當(dāng)中存在闖入補(bǔ)償電容器這個裝置，所以當(dāng)電路啟動電流保護(hù)以后，短路的電流不但不會降低，反而會進(jìn)一步的身升高。而在發(fā)生電路故障以外的電路地區(qū)，這些地方的保護(hù)期有可能發(fā)生選無選擇性動作。針對以上這種情況，我們需要積極的采取措施以避免出現(xiàn)。在對電流進(jìn)行保護(hù)的過程當(dāng)中，可以通過提高動作電流的數(shù)字的方法，來避免串聯(lián)補(bǔ)償電流對電流保護(hù)的影響。雖然在進(jìn)行電流保護(hù)的過程當(dāng)中采取這種方法可以有效的對電流進(jìn)行保護(hù)，但是采取這種手段也會對電流產(chǎn)生其他的影響，通過提高繼電器的動作電流雖然有效的避免了串聯(lián)補(bǔ)償電容器增強(qiáng)短路電流的大小的后果。但是它會導(dǎo)致電流在進(jìn)行工作的過程當(dāng)中，如果我們對保護(hù)的線路長度較短的時候，就可能會導(dǎo)致保護(hù)距離降低甚至一直低于到零的程度。這種情況的出現(xiàn)，會對電流的保護(hù)產(chǎn)生一定的不良影響，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時靈敏度降低。

3.5 縱聯(lián)電流差保護(hù)的基本原理

為了能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行保護(hù)，我們可以采取使用重點(diǎn)保護(hù)的方法來對線路進(jìn)行保護(hù)。我們所說的眾聯(lián)電容保護(hù)，簡單的來說就是讓電路的兩側(cè)產(chǎn)生縱向的聯(lián)系，從而達(dá)到對電路進(jìn)行保護(hù)的目的。在使用這種保護(hù)手段對電路進(jìn)行保護(hù)的過程當(dāng)中，主要是利用了線路兩端的電氣量在故障和非故障時的特征差異，然后形成了相應(yīng)的對電流進(jìn)行保護(hù)的措施。通過這種方法來對線路進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)線路出現(xiàn)故障以后，可以快速的找出故障是否發(fā)生在哪個位置，實(shí)現(xiàn)對電路進(jìn)行全線速動。在利用這種方法對電流進(jìn)行保護(hù)的過程當(dāng)中，還運(yùn)用的一個原理就是利用了相應(yīng)的通訊手段來對故障的位置快速的判斷，具有高準(zhǔn)確性的特點(diǎn)。

結(jié)束語：

本文詳細(xì)的對快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響的原理以及裝置結(jié)構(gòu)等方面做出了詳細(xì)的分析與探討。并且通過分析得出串聯(lián)補(bǔ)償裝置對配電網(wǎng)繼電器中的保護(hù)應(yīng)用提出了相關(guān)的解決措施，比如應(yīng)用快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置能夠?qū)^電器的保護(hù)范圍更加廣泛，對距離的預(yù)測與保護(hù)更加準(zhǔn)確。通過對快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償裝置在配電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用上能夠在很大程度上提高了配電網(wǎng)繼電器工作安全的狀態(tài)。從而有著更加進(jìn)一步的現(xiàn)實(shí)發(fā)展意義。

參考文獻(xiàn)：

【1】，蘭泉妮;楊波;戴悅;金富義;張全明;次同步諧振分析和控制方法的綜述【J】;電氣應(yīng)用;2017年12期

【2】，謝平;;高頻串聯(lián)諧振電容器的研制【J】;電力電容器與無功補(bǔ)償;2010年02期