不對稱斷線對變電繼電保護(hù)的影響

代家羅　唐榛榛

摘要：本文圍繞不對稱斷線對變電繼電保護(hù)產(chǎn)生的影像展開討論，若在變電繼電保護(hù)系統(tǒng)中發(fā)生不對稱斷線故障，不僅使電路瞬間承受巨大的電流的荷載，導(dǎo)致電路中配置的繼電設(shè)備無法正常的工作，還會影響到電力系統(tǒng)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。針對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的不對稱斷線問題，分析產(chǎn)生的原因制定完善的解決方案，以便防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱斷線問題。

關(guān)鍵詞：不對稱斷線;變電繼電保護(hù);影響

在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，人們生活和工作對電力能源的需求不斷增加，需要電力系統(tǒng)保持安全穩(wěn)定的狀態(tài)，才能為用戶提供更多的電力能源。但是在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)電力故障，其中不對稱斷線故障最為嚴(yán)重，若電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱斷線故障，會破壞電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。所以提高變電繼電保護(hù)技術(shù)，應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，有效降低發(fā)生不對稱斷線故障的概率。

1概述

電力系統(tǒng)受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，已經(jīng)由傳統(tǒng)的運(yùn)行模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊?、?shù)字化運(yùn)行模式，并且優(yōu)化和完善管理手段。將自動化技術(shù)應(yīng)用在供電系統(tǒng)中，不僅節(jié)約成本，還能提高供電系統(tǒng)的安全性?，F(xiàn)階段供電系統(tǒng)中應(yīng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以針對復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境中存在的問題，借助繼電保護(hù)裝置可以快速處理存在的故障，同時還能簡化處理過程。在繼電保護(hù)裝置發(fā)展過程中，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置，針對不對稱斷線故障實(shí)施處理措施，既能避免過大電流對線路的沖擊，還能提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的水平。

2繼電保護(hù)的特征

2.1選擇性

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)系統(tǒng)會根據(jù)故障發(fā)生的位置等實(shí)際情況進(jìn)行考慮，進(jìn)而選擇切斷電源的時間。所以繼電保護(hù)的特征，具有選擇性，根據(jù)電路實(shí)際情況選擇保護(hù)電路的方式。

2.2快速性

人們在生活和工作中會消耗大量的電力能源，并且在每個環(huán)節(jié)都離不開電力能源的供應(yīng)，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，若未能及時處理出現(xiàn)的故障，會對用于的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的影響。繼電保護(hù)系統(tǒng)具備快速性特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置會快速做出反應(yīng)，在最短的時間內(nèi)處理存在的問題，將產(chǎn)生的危害降至最低。

2.3可靠性

繼電保護(hù)裝置最大的特點(diǎn)為可靠性特點(diǎn)，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，可以快速判斷故障引發(fā)的原因，進(jìn)而借助可靠性快速特點(diǎn)快速處理出現(xiàn)的故障，從而將故障控制在一定的范圍內(nèi)，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)大面積癱瘓等情況。

2.4靈敏性

電力系統(tǒng)在發(fā)展和運(yùn)行狀態(tài)下，為使電力系統(tǒng)保持在最佳狀態(tài)，并且不會受到故障的影響，利用繼電保護(hù)裝置的靈敏性特點(diǎn)，可以快速分辨電力系統(tǒng)中存在的安全隱患，以便及時采取措施消除隱患，使電力系統(tǒng)保持在安全穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行。

3常見斷線故障及危害

以中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)為例，在配電網(wǎng)中出現(xiàn)的斷線故障，通常會分為三種類型，一種為兩相短路、一種為兩相接地以及第三種三相短路。在上述三種故障中，三相短路故障對電力系統(tǒng)的破壞性最為明顯。一旦電力系統(tǒng)中出現(xiàn)三相短路故障時，電路中的瞬間電流會升高至數(shù)十倍，對電路中的設(shè)備造成巨大的破壞，嚴(yán)重情況會縮短設(shè)備的使用壽命。此外電路出現(xiàn)短路故障，產(chǎn)生較為明顯的電弧現(xiàn)象，電弧會升高電路溫度，進(jìn)而發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)在蔓延過程中，會引發(fā)災(zāi)難性事故。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，此時電力系統(tǒng)電壓不斷降低，進(jìn)而引發(fā)跳閘停電等問題。此外三相電壓出現(xiàn)故障后，線路中會產(chǎn)生大量的負(fù)序電流，負(fù)序電流也稱為不對稱電流，不對稱電流會消耗過多的電能，此時電路中電機(jī)承受較高的荷載，在高荷載作用下，電路中的設(shè)備逐漸老化，最終不會正常的運(yùn)行。

4不對稱斷線對繼電保護(hù)裝置的影響

4.1 對可靠性方面的影響

不對稱斷線對繼電保護(hù)裝置可靠性產(chǎn)生的影響，通常在三相電壓的作用下，會產(chǎn)生不對稱斷線故障，一旦出現(xiàn)不對稱斷線故障，在電路內(nèi)產(chǎn)生的不對稱三相電流，此時繼電裝置需要承受較高的荷載，在荷載作用下會影響到繼電裝置的可靠性。為充分發(fā)揮繼電裝置可靠性作用，需要在電力系統(tǒng)中配置高安全性，并且可信賴的繼電保護(hù)裝置，即便在電力系統(tǒng)出現(xiàn)勿動情況時，仍能維持在正常的工作狀態(tài)。所以繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中工作時，既能準(zhǔn)確判斷不對稱斷線故障引發(fā)的原因，還能提高電力線路的保護(hù)水平。

4.2 對變電繼電選擇性的影響

一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱斷線故障，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮選擇性優(yōu)勢，可以使故障狀態(tài)下的電路系統(tǒng)，通過繼電保護(hù)裝置的選擇，暫停處于故障狀態(tài)的裝置，同時通過保護(hù)切斷動作，可以使正常運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備與故障設(shè)備隔離，防止故障設(shè)備影響到正常設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。在電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的運(yùn)行模式中，若電路中出現(xiàn)不對稱斷線故障，或者設(shè)備出現(xiàn)故障，會引發(fā)電力系統(tǒng)大規(guī)模斷電。所以利用繼電裝置的選擇性特點(diǎn)，在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的發(fā)展過程中，繼電保護(hù)裝置可以選擇性的切斷故障電路，尤其是發(fā)生不對稱斷線故障時，以繼電保護(hù)裝置保護(hù)變壓器裝置為例，此時繼電保護(hù)裝置可以避免電路中的故障進(jìn)入到變壓器內(nèi)，從而選擇性的保護(hù)變壓器，防止變壓器受到故障的影響無法正常的運(yùn)行。此外在變電線路中發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的選擇性作用，應(yīng)通過選擇性設(shè)計(jì)，使不同功能的設(shè)備，可以在繼電保護(hù)裝置選擇性保護(hù)下，提高電力裝置的安全運(yùn)行能力。

4.3 對快速性的影響

利用繼電保護(hù)裝置的快速性特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱斷線故障時，可以在最短的時間內(nèi)實(shí)施保護(hù)措施，防止電力設(shè)備受到影響。繼電保護(hù)裝置的快速性特點(diǎn)，可以減少故障狀態(tài)下產(chǎn)生的過載電壓和電流，從而有效保護(hù)電力設(shè)備。但是利用繼電保護(hù)裝置的快速性特點(diǎn)，無法在短時間內(nèi)做出正確的選擇，無法通過正確的方式選擇受保護(hù)的電力設(shè)備。由于電力設(shè)備成本較高，繼電保護(hù)裝置的快速性特點(diǎn)，只能應(yīng)用在高壓電路中的配電設(shè)備，主要是高壓設(shè)備在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的電流，繼電保護(hù)裝置會在短時間內(nèi)選擇保護(hù)高壓電力設(shè)備，所以在低壓電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的快速性特點(diǎn)無法充分的展現(xiàn)處理。目前發(fā)出保護(hù)動作的時間，一般在0.04s-0.08s范圍內(nèi)，通?？梢钥焖俦Ｗo(hù)電力系統(tǒng)。但是應(yīng)注意的是，若在不同等級電壓和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)中，快速保護(hù)動作時間會發(fā)生變化，以配電網(wǎng)的電壓在35kV-60kV范圍時，反應(yīng)時間為0.5s-0.7s，在110kV-330kV電壓范圍內(nèi)的高壓電網(wǎng)中，反應(yīng)時間為0.15s-0.3s，若電壓超過500kV的高壓電網(wǎng)，反應(yīng)時間為0.1s-0.12s。我國生產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置，在不同的等級的電壓網(wǎng)絡(luò)中可以發(fā)揮快速性優(yōu)勢，在最短的時間內(nèi)做出反應(yīng)切斷發(fā)生故障的電路，并且根據(jù)電力系統(tǒng)不同的運(yùn)行狀態(tài)，繼電保護(hù)裝置發(fā)出的快速反應(yīng)動作，還具備良好的選擇性特點(diǎn)，同時在選擇過程中帶有明顯的延時信號。

4.4 對靈敏性的影響

繼電保護(hù)裝置具有的靈敏性特點(diǎn)，是與可靠性特點(diǎn)有密切的關(guān)系，主要是在繼電保護(hù)裝置工作期間，在可靠性的基礎(chǔ)上發(fā)揮靈敏性優(yōu)勢。電力系統(tǒng)內(nèi)電流出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時，繼電保護(hù)裝置會靈敏的察覺到電流出現(xiàn)的波動，同時根據(jù)繼電保護(hù)裝置的靈敏性要求，針對電流波動時的變化，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要作出相應(yīng)的動作，才能有效保護(hù)電力系統(tǒng)以及電力裝置。即便電力系統(tǒng)中不同位置出現(xiàn)短路，或者電力設(shè)備出現(xiàn)故障時，仍能利用繼電保護(hù)裝置的靈敏性特點(diǎn)，可以在最短的時間內(nèi)實(shí)施保護(hù)措施。以三相短路故障為例，系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，會受到較大電阻的作用，此時繼電保護(hù)裝置靈敏性特點(diǎn)，發(fā)出的動作會使三相短路轉(zhuǎn)變?yōu)閮上嗷蛘邌蜗蚬收?，并且快速降低電路中產(chǎn)生的阻抗。此外在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式中，即便產(chǎn)生最大的阻抗，仍可以使短路產(chǎn)生的電流，通過繼電保護(hù)裝置調(diào)整到最小運(yùn)行狀態(tài)。

結(jié)語：

綜上所述，不對稱斷線是電力系統(tǒng)中最為嚴(yán)重的故障，不僅影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還會影響到繼電保護(hù)裝置以及具備的特點(diǎn)。電力企業(yè)在實(shí)際工作中，應(yīng)重視繼電保護(hù)裝置的管理，定期檢查和維護(hù)繼電保護(hù)裝置，使電力系統(tǒng)保持在安全穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行。

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