繼電保護電力系統(tǒng)的短路保護關(guān)鍵技術(shù)

楊江江

摘要：隨著經(jīng)濟和電力行業(yè)的快速發(fā)展，短路保護技術(shù)是電力企業(yè)的繼電保護電力系統(tǒng)的關(guān)鍵，可靠的保護系統(tǒng)能夠保證電力系統(tǒng)的有序運行，同時兼具安全性。另外，有效的短路保護技術(shù)能夠有效降低短路故障發(fā)生的概率，節(jié)約大量的電力資源，促進電力企業(yè)的經(jīng)濟利潤的不斷擴張。所以，國內(nèi)現(xiàn)存有大量的企業(yè)在對繼電保護電力系統(tǒng)的短路保護關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，以期通過該技術(shù)提高企業(yè)的業(yè)務(wù)能力，為廣大的用電戶提供更好的電力服務(wù)。

關(guān)鍵詞：短路故障;繼電保護電力系統(tǒng);短路保護技術(shù);處理措施

引言

當前電力企業(yè)必須構(gòu)建完備的繼電保護電力系統(tǒng)，做好對電力系統(tǒng)的保護工作，特別是規(guī)避短路故障所帶來的意外風險及企業(yè)損失。為此，本文就著重探究了目前基于繼電保護電力系統(tǒng)中所存在的短路故障問題特征與成因，并重點介紹了電力企業(yè)中的熔斷器、相電流保護、零序電流等關(guān)鍵短路保護技術(shù)，最后提出行之有效的短路故障處理措施。

1繼電保護電力系統(tǒng)短路故障原因

1.1用戶方面的故障

電力系統(tǒng)本身的建設(shè)會因為地域的不同而產(chǎn)生一些明顯的區(qū)域性差異，主要表現(xiàn)在各種各樣的城市指標，包括經(jīng)濟水平、人口數(shù)量、人口密度、電力資源需求、電力系統(tǒng)建設(shè)活動等。頻繁的電力系統(tǒng)活動會帶來大量的電力資源需求，隨之也會帶來高發(fā)的用電故障。深度思考可知，電力資源需求較多的區(qū)域必然是人口密集區(qū)，而在這樣的區(qū)域，線路破損、老化等問題較為常見，由于電線的維修養(yǎng)護等工作未能匹配用戶的電力設(shè)備使用頻率，未進行及時更換故障設(shè)備，就會導致各種安全事故的發(fā)生，給用戶的用電使用帶來不利的體驗。

1.2絕緣體方面的故障

電力系統(tǒng)導體本身存在差異，但導體保護工作往往被電力企業(yè)忽視，從而造成短路故障。一般來說，絕緣體破損會導致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，形成短路故障。在這一過程中，絕緣體的性能會大幅削弱，電流傳輸無法得到有效控制，一旦超過規(guī)定電流值，繼電保護電力系統(tǒng)的故障發(fā)生率必然會持續(xù)提高，進而影響到電力系統(tǒng)整體的安全性。

1.3三項系統(tǒng)故障

這一故障主要指的是橫向故障，故障產(chǎn)生的原因即三項阻抗非正常運行，故障表現(xiàn)為單相接地短路、三相短路、兩相接地短路等。這類故障發(fā)生幾率雖然不高，一旦出現(xiàn)三項系統(tǒng)故障，會大大降低電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且影響范圍會逐漸擴大。

2短路保護關(guān)鍵技術(shù)

2.1熔斷器保護

短路保護體系包括熔斷器保護，其保護位置是從電源端開始，設(shè)計原理在于對電源端電流不斷增大所造成的線路發(fā)熱情況而采取相應(yīng)的繼電保護措施。當熔斷器因自身發(fā)熱而達到熔斷臨界點的時候，熔斷器就會自動切斷電源[1]。熔斷器是一次性保護組件，所以當故障問題產(chǎn)生而切斷熔斷器之后，相應(yīng)的故障設(shè)備電力也會被同時切斷以保證整個系統(tǒng)的供電持續(xù)穩(wěn)定的狀態(tài)。然而，即使采取這樣的措施，該方法在實際使用中還是會存在一定的問題，為消除兩項熔斷器同時跌落的隱患，還需要安裝三聯(lián)熔斷器于系統(tǒng)中。這樣，一旦電路運行系統(tǒng)中有熔斷電路發(fā)生，就會啟動卡死機構(gòu)，觸發(fā)彈簧形成鎖死機構(gòu)回收。在實踐中發(fā)現(xiàn)，熔斷器保護的熔斷過程周期較長，因此可以在此周期內(nèi)對熔斷器實施相應(yīng)地調(diào)整，最終保證了整個電力運行系統(tǒng)長久有效的穩(wěn)定運營。

2.2智能保護

隨著繼電保護方面技術(shù)的不斷應(yīng)用，其能夠?qū)β殕T的工作行為與參數(shù)變化形成有效的實時性監(jiān)控，充分掌握參數(shù)變化的現(xiàn)狀，同時對電力系統(tǒng)形成智能保護，可以及時對短路、漏電、電壓波動、負荷過載、熱量超標等問題進行有效的實時性監(jiān)控與管理。

2..3相電流保護

它主要基于短路電流故障本身的基本計算原理，保證相電流保護始終作用于電流互感器上。目前比較常見的相電流保護結(jié)合機械方式實現(xiàn)繼電保護電力系統(tǒng)線路功能優(yōu)化，通過切斷保護實現(xiàn)相電流保護。在一開始，相電流保護會從互感器方面直接取出電流，保證電流在流經(jīng)繼電器后始終確?；芈飞吓渲靡粋€常閉節(jié)點。當電流大到一定程度時，常閉節(jié)點的電磁力會與常閉節(jié)點彈簧壓力發(fā)生相互作用抵消。此時可以操作通過常閉節(jié)點拿掉主接觸器的吸合電流，如此可實現(xiàn)相電流保護。

2.4距離保護

簡單、經(jīng)濟以及工作可靠的電流保護措施被廣泛應(yīng)用在35kV以上的復雜電壓網(wǎng)絡(luò)中。但是由于電網(wǎng)接線方式以及系統(tǒng)運行方式直接影響到整定值的選擇、保護范圍和靈敏系數(shù)，因此就不適用于具有選擇性、靈敏性以及需要快速切除故障的電壓網(wǎng)絡(luò)中。為應(yīng)對這種缺陷，需要采用性能比較完善的距離保護對其進行保護。距離保護能夠顯示故障點到保護安裝點之間的距離，并且可以依據(jù)距離的長短確定動作時間。

3繼電保護電力系統(tǒng)短路故障處理措施

3.1合理安裝避雷裝置

人類在用電過程中非常容易受到自然現(xiàn)象的影響，如雷雨天氣時電力系統(tǒng)一旦遭受到雷擊，就容易發(fā)生線路損壞的情況，嚴重時還會出現(xiàn)停電和火災等緊急事件。因此為了自然災害帶來的電路故障，給變電站設(shè)備附近安裝避雷裝置就成為必要的措施，盡力降低因雷擊帶來的不良用電體驗。但是在安裝避雷裝置時一定要選擇適合的避雷裝置，因地制宜，嚴格對避雷裝置的類型、功能進行挑選，以發(fā)揮避雷裝置的最佳效果。最后，還要注意嚴禁在避雷裝置安裝過程中發(fā)生線路連接不當?shù)那闆r，要保證整體線路連接的安全性。

3.2參照處理措施

參照處理措施的具體內(nèi)容就是將存在故障的設(shè)備和正常工作的設(shè)備進行對比分析，通過觀察的方法在不同位置尋找到存在故障的器件。這種處理措施手段效果較為顯著，并且擁有極大的排查范圍，能夠在接線故障時使用，也能夠在定檢期間使用，如果檢測值和期待值之間的差距過大就難以精準尋找到存在故障的位置。因此，在故障處理期間可能會出現(xiàn)無法解決的故障，二次系統(tǒng)無法展開正常工作。面對這種情況，工作人員可以利用相鄰線路對比參照的方法對線路展開細致的排查，以最快的速度尋找到故障點。

3.3強化電力系統(tǒng)日常維護

最后要強化對電力系統(tǒng)的日常維護，最大限度降低短路故障，做好相應(yīng)的日常維護管理工作。具體來講，要做好以下兩點工作內(nèi)容：第一，要做到全面掌握繼電保護電力系統(tǒng)的運行狀況，隨時記錄待確定測試因素，結(jié)合短路故障制訂行之有效的處理方案。這里可以借鑒發(fā)達國家的繼電保護電力系統(tǒng)短路故障處理成熟技術(shù)，逐漸豐富自身實踐經(jīng)驗，確保短路故障被有效處理。第二，要不斷提高電力企業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用效率，結(jié)合動態(tài)監(jiān)控技術(shù)，并不斷提高對先進信息技術(shù)的應(yīng)用效率。最好做到將所監(jiān)測結(jié)果與上級部門相關(guān)聯(lián)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息回饋，以便于快速判斷短路故障問題，并提出維護管理決策。總體來講，就是要實現(xiàn)檢修維護可靠依據(jù)的優(yōu)化，避免同類故障重復發(fā)生。

結(jié)語

綜上所述，繼電保護電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)短路故障，則說明電力系統(tǒng)事先短路故障預防工作不到位，因此，電力企業(yè)以及電力員工、用戶應(yīng)共同預防短路故障，結(jié)合短路故障現(xiàn)狀應(yīng)用適合的短路保護關(guān)鍵技術(shù)，以此維護電力系統(tǒng)安全。通過合理安裝避雷裝置、準確切斷故障點電源、加強電力系統(tǒng)日常維護等措施來全面處理繼電保護電力系統(tǒng)短路故障，通過降低電力系統(tǒng)故障來提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，這對電力企業(yè)經(jīng)濟效益增加、電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展有重要作用。此外，短路保護關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用范圍會逐漸擴大，有利于提高短路保護關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效率。

參考文獻

[1]楊躍.繼電保護電力系統(tǒng)的短路保護[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（8）：225-227.

[2]鐘康有.電力系統(tǒng)繼電保護自適應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技與創(chuàng)新，2016（12）：160.