電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作故障研究

鄒運(yùn) 陳士剛 盛耀龍 劉美燕

摘 要：在繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中可以為電力系統(tǒng)提供有效的保護(hù)，分析繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障的原因以及尋求解決的方法是當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)開發(fā)過程中的一個(gè)重點(diǎn)。更好的發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障和應(yīng)對故障的功能，能為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)上的保障，在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也使電力系統(tǒng)能夠更好的履行為用戶提供高效供電服務(wù)的職責(zé)。本文對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);故障

1繼電保護(hù)的基本要求

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中有許多的運(yùn)行要求，其基本的運(yùn)行要求主要有選擇性和速動(dòng)性。所謂繼電保護(hù)的選擇性，就是指繼電保護(hù)系統(tǒng)在電路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠進(jìn)行選擇性的判斷，找出故障所在，并對其進(jìn)行切斷。繼電保護(hù)的選擇性能夠確保出現(xiàn)故障的電路部位停止工作，防止由于故障部位對電路其他部分的運(yùn)行造成損害。所謂繼電保護(hù)的速動(dòng)性，就是指繼電保護(hù)系統(tǒng)在電路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠快速的找出故障位置，及時(shí)的對故障部位進(jìn)行切換，從而在最大程度上減少電路故障部位對整個(gè)電路帶來的損失。但是，由于電路系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得繼電保護(hù)裝置在一些情況下很難對故障部位進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，從而影響了電路的穩(wěn)定性和安全運(yùn)行，所以需要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，使之能夠解決更加復(fù)雜的電路系統(tǒng)故障問題。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作故障

2.1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(shí)的電流不斷增大，容易造成電流互感器變比誤差增加，電流速斷保護(hù)的靈敏度也會(huì)相應(yīng)的降低，從而導(dǎo)致拒動(dòng)。由于電流互感器飽和，定時(shí)限過流保護(hù)裝置也會(huì)產(chǎn)生拒動(dòng)。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(shí)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(dòng)則將影響整個(gè)配電所工作的正常進(jìn)行。

2.2不同類型的磁場干擾

常見的環(huán)境干擾主要分為靜電干擾、輻射干擾、高頻干擾、雷擊干擾等。其中雷電干擾對繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行的影響最大，在工廠的電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置到高阻抗設(shè)備，比如避雷針、接地保護(hù)裝置等受到雷擊后，電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)承受較高強(qiáng)度的高頻電流，一方面會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞，控制回路異常，另一方面會(huì)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的發(fā)生。其次是高頻電流的干擾，在對電氣系統(tǒng)的隔離開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)，容易在一瞬間產(chǎn)生接觸電弧，從而導(dǎo)致高頻電流的出現(xiàn)。這些高頻電流在流經(jīng)輸電設(shè)備等電氣設(shè)備時(shí)，會(huì)在母線周圍形成高強(qiáng)度的磁場和電場，對二次電流回路，以及相關(guān)電氣設(shè)備的運(yùn)行造成干擾，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。另外隨著無線通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，對講機(jī)、手機(jī)、電腦等信號傳輸設(shè)備的使用不斷增加，這些設(shè)備在使用過程中，也會(huì)對電氣設(shè)備周邊的磁場和輻射電場產(chǎn)生影響。無線通訊設(shè)備的使用會(huì)干擾到繼電保護(hù)設(shè)備周邊的磁場電場，產(chǎn)生的高頻電壓會(huì)在周邊形成假信號源，繼電保護(hù)裝置會(huì)識別為錯(cuò)誤指令進(jìn)而造成誤動(dòng)作的發(fā)生。除此之外，在干燥環(huán)境中，靜電的產(chǎn)生也會(huì)造成繼電保護(hù)裝置設(shè)備電氣元件的運(yùn)行故障。

2.3二次回路絕緣故障原因分析

在電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中，二次回路絕緣故障是引發(fā)電氣設(shè)備繼電保護(hù)誤動(dòng)作的主要原因之一。導(dǎo)致絕緣故障的常見原因有電纜質(zhì)量較差或使用環(huán)境不當(dāng)、施工不規(guī)范、線路老化破損等。如在某工廠廠用變電所的變壓器運(yùn)行過程中，在電氣設(shè)備沒有出現(xiàn)運(yùn)行故障的情況下繼電保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作。通過對相關(guān)設(shè)備拆解后發(fā)現(xiàn)，差動(dòng)保護(hù)裝置的電纜穿管位置密封失效，積水進(jìn)人開關(guān)端子箱內(nèi)部，端子箱內(nèi)部的二次回路電纜形成接地，絕緣為零，造成B相差動(dòng)回路CT二次側(cè)短接，在繼電器中產(chǎn)生差流，造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。

2.4開關(guān)設(shè)備故障

開關(guān)設(shè)備是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重要組成，與電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況有著緊密關(guān)系。目前我國電力配電網(wǎng)絡(luò)通常將配電變壓器電力輸送模式運(yùn)用過來，這樣電力輸送主要控制模塊即為變電站開關(guān)。部分變電站開關(guān)站的自動(dòng)化控制尚未實(shí)現(xiàn)，這樣繼電保護(hù)設(shè)備的主要部分為負(fù)荷開關(guān)，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

3電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作故障的預(yù)防措施

3.1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(jì)量不能共用電流互感器，同時(shí)適當(dāng)縮減電纜的長度、大截面來減少負(fù)載阻抗。最后要遵守速斷保護(hù)原則。一旦電流超過規(guī)定的可靠系數(shù)值就要立即實(shí)施斷電保護(hù)。使短路時(shí)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。

3.2優(yōu)化繼電保護(hù)設(shè)備性能與靈敏度

繼電保護(hù)裝置的性能、靈敏度在很大程度上決定了其在參與繼電保護(hù)工作時(shí)所能達(dá)到的效果，所以，技術(shù)人員需要針對繼電保護(hù)裝置的多項(xiàng)性能進(jìn)行測試，并針對性制定措施予以彌補(bǔ)，以提升繼電保護(hù)可靠性。此外，要想借助繼電保護(hù)裝置來控制電力系統(tǒng)發(fā)生二次事故的概率，技術(shù)人員還需嘗試將備用電源自動(dòng)投入裝置加入到繼電保護(hù)裝置中。

3.3二次回路絕緣差問題預(yù)防

首先，對于需要波切的電纜，要避免形成對線芯的損害，同時(shí)要保留線路的絕緣層，確保各層線路之間具有良好的絕緣。其次，在電纜的終端，應(yīng)該用熱縮套或者絕緣材料進(jìn)行包扎，避免漏電。對于需要在地下經(jīng)過的電纜，外面應(yīng)套裝塑料管，暴露在室外的電纜，需要在外面加裝設(shè)備管，進(jìn)行防曬防水保護(hù)。同時(shí)要對穿管的管口位置進(jìn)行良好的密封保護(hù)。另外，在對二次回路電纜進(jìn)行大修投入使用之前以及每年的定期檢修時(shí)，需安重點(diǎn)做好二次回路的絕緣檢查，可以借助搖表等專業(yè)工具分別測試各新線的對地絕緣，以及不同芯線之間的絕緣，及時(shí)發(fā)現(xiàn)二次回路電纜可能存在的絕緣破壞情況并進(jìn)行處理。除此之外，要做好電纜質(zhì)量審核檢驗(yàn)，從電纜采購、存放、使用試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查監(jiān)督，確保電纜絕緣水平合格，出現(xiàn)絕緣能力不足的情況要及時(shí)處理。

3.4加強(qiáng)對抗電磁的受干擾能力

在電力系統(tǒng)中，為了確保繼電保護(hù)動(dòng)作的順利運(yùn)行，減少故障發(fā)生的可能性降低事故的發(fā)生率，就必須要安裝一些防護(hù)設(shè)備，這樣可以減少外界的干擾。同時(shí)，還要適當(dāng)?shù)膬?yōu)化這些設(shè)備，最好是提高元件的質(zhì)量，使其可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用。此外，當(dāng)母線路在失去壓力之后，采取低電壓保護(hù)動(dòng)作，對母線的電容器進(jìn)行處理，確保它可以及時(shí)的跳開。同時(shí)，在電路分段處理的時(shí)候，需要自投在線路故障上，針對分段失敗之后的問題，對其進(jìn)行相應(yīng)的檢修之后，才能確保它可以恢復(fù)到一個(gè)比較正常的狀態(tài)。最后，在處理的過程中，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的各種安全隱患，并記錄下相應(yīng)的時(shí)間和保護(hù)裝置的內(nèi)容等，在試運(yùn)行之后，才可以啟動(dòng)系統(tǒng)。

4結(jié)束語

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是個(gè)重要的過程，結(jié)合當(dāng)前管理中存在的各種問題，在后續(xù)繼電保護(hù)管理中要做好事故分析工作。結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用類型和實(shí)際要求等可知，如何實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，要認(rèn)清事故的種類和原因，明確處理思路和技術(shù)，保證事故在第一時(shí)間得到處理。

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