繼電保護電力系統(tǒng)短路保護技術及故障處理措施

朱行行 陳琛

摘要：電能在人們的日常生活中占有重要的地位，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常運行是十分必要的。在當前的電力系統(tǒng)中，應注意繼電保護，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行。但是，現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的工作具有一定的特殊性，在運行過程中會受到多種因素的影響，對繼電保護或電力系統(tǒng)造成嚴重損害。因此，電力企業(yè)應重視繼電保護的維護和保護，促進電力企業(yè)的長遠發(fā)展。

關鍵詞：繼電保護電力系統(tǒng);短路保護技術;故障處理;措施

1合理運用繼電保護的重要性

目前，電力設備的正常運行仍存在各種問題，嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行。據(jù)調查，電力系統(tǒng)最常見的故障是線路短路，這也會對故障部件造成嚴重損壞。如果故障嚴重，還會造成一些安全事故，給人們的生命安全和財富造成危害。因此，利用繼電保護可以將電力系統(tǒng)的損耗降到最小，也可以分為三個部分：執(zhí)行、邏輯和測量。當電氣設備在運行中發(fā)生短路時，機電系統(tǒng)能幫助損壞的部件迅速退出電力系統(tǒng)，最大限度地避免更大的損壞。在此期間，還要保證電力系統(tǒng)其他部件的穩(wěn)定、正常運行。為此，工作人員應合理應用繼電保護技術，充分發(fā)揮保護作用，結合繼電保護的實際情況和電力系統(tǒng)元件損壞程度等因素，采取合理正確的保護方法，促進我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運行電力系統(tǒng)。

2繼電保護電力系統(tǒng)短路故障原因

2.1用戶方面的故障

由于地區(qū)差異，電力系統(tǒng)建設本身也會產生一些明顯的地區(qū)差異，主要體現(xiàn)在城市經濟水平、人口數(shù)量、人口密度、電力資源需求、電力系統(tǒng)建設活動等各項指標上，等頻繁的電力系統(tǒng)活動會帶來大量的電力資源需求，進而也會帶來高功率故障。從深層次的思考可以看出，電力資源需求量較大的地區(qū)一定是人口密集地區(qū)。在這樣的地區(qū)，線路損壞、老化等問題比較普遍。由于電線的維護維修工作與用戶用電設備的使用頻率不匹配，故障設備未及時更換，會發(fā)生各種安全事故，給用戶用電體驗帶來不利影響。

2.2絕緣體方面的故障

在施工過程中，電力企業(yè)往往忽視導線之間的差異，導致保護措施不完善而產生短路故障。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性會隨著絕緣子的損壞而降低。當絕緣子的性能大大削弱時，對電流傳輸?shù)挠行Э刂茖⒊蔀橐粋€大問題，同時也會發(fā)生短路故障。一旦電流值超過規(guī)定的限值，繼電保護系統(tǒng)的故障概率就會增大，從而危及整個電力系統(tǒng)的安全。

2.3三相系統(tǒng)方面的故障

故障的主要原因是三相阻抗不能正常工作，其表現(xiàn)形式多為橫向故障。如常見的單相短路、兩相短路和三相短路。三相系統(tǒng)故障將嚴重影響電力系統(tǒng)的整體運行穩(wěn)定，一旦故障發(fā)生，將帶來大范圍的擴展，使用戶無法享受到優(yōu)質的配電服務。

3對短路保護關鍵技術的介紹

3.1短路保護關鍵技術分類

對于繼電保護電力系統(tǒng)，必須在日常生產運行過程中做好相應的保護措施，深入研究使用短路保護的關鍵技術。因此，有必要對短路保護的關鍵技術進行分類思考，包括熔斷器保護、相電流保護、零序電流保護、距離保護等技術分類環(huán)節(jié)。

首先是熔斷器保護，也是設備的初始短路保護系統(tǒng)，因此應從電源端開始實施系統(tǒng)繼電保護。主要設計原理是基于電源端電流增大引起的線路發(fā)熱。保險絲保護本身可以產生熱量并迅速達到保險絲的臨界點。此時，保險絲保護會自動切斷電流?？紤]到熔斷器是一次性保護元件（不能重復使用），一旦熔斷器保護因故障問題自動切斷，故障設備的電源也將同時切斷，以保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定供電。然而，這種保護仍存在隱患。為了解決這個問題，需要在系統(tǒng)中安裝三重保險絲。其工作原理是在系統(tǒng)電路運行過程中，如果有電路熔斷，則啟動閉鎖機構，直接觸發(fā)彈簧，形成閉鎖機構進行恢復，避免兩相保險絲同時熔斷。客觀地說，熔斷器保護的熔斷過程要經歷一個相對較長的時期，在這一時期內，相應的技術將得到有效的調整，繼電保護電力系統(tǒng)的正常運行過程將始終保持不變。

二是相電流保護，主要是根據(jù)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在電流互感器上。目前，共相電流保護結合機械方式優(yōu)化繼電保護電力系統(tǒng)的線路功能，通過切除保護實現(xiàn)相電流保護。在開始時，相電流保護將直接從變壓器輸出電流，以確保電流流過繼電器后電路上始終配置一個常閉節(jié)點。當電流達到一定程度時，常閉節(jié)點的電磁力將與常閉節(jié)點的彈簧壓力相互作用而抵消。此時，主接觸器的吸合電流可通過常閉節(jié)點消除，從而實現(xiàn)相電流保護。

三是零序電流保護。結合短路故障的發(fā)生，可以看出故障會嚴重影響繼電保護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而引起內部電流相位紊亂。此時應實施零序電流保護?？梢钥紤]在固定時間節(jié)點通過零序電流整定，實現(xiàn)短路保護對原相電流保護的有效替代。同時，對零序電流保護下的系統(tǒng)內部電流進行調整和分配，保證系統(tǒng)電流的有序運行，也在一定程度上減少了繼電保護電力系統(tǒng)的短路故障。

3.2短路電流計算分析

短路電流計算的目的是為了制定一個更好的短路保護方案，為系統(tǒng)提供最重要的參考數(shù)據(jù)。在短路電流的具體計算中，應包括主變電阻計算、系統(tǒng)回路計算、負載回路計算等。

4繼電保護電力系統(tǒng)短路故障處理措施

為了讓本文更具有實際價值，本文主要對陜西省地區(qū)進行調查，根據(jù)調查結果總結出繼電保護電力系統(tǒng)短路故障處理措施如下。

4.1替換處理措施

置換處理是目前電力企業(yè)處理電力系統(tǒng)短路故障的常用處理措施之一。本處理措施的具體內容是將故障設備更換為正常運行設備，以保證電力系統(tǒng)的正常運行。通過該方法，可以發(fā)現(xiàn)故障設備，并在很大程度上縮小故障設備列的調查范圍。其中，在使用微機進行保護時，如果出現(xiàn)問題，需要對整個電力系統(tǒng)進行詳細的故障檢修，找出故障部件。如果更換部件后電力系統(tǒng)能正常工作，說明部件確實有故障。

4.2參照處理措施

參考處理措施的具體內容是對故障設備與正常工作設備進行比較分析，通過觀察發(fā)現(xiàn)故障設備在不同位置。這種處理方法的效果更為顯著，且故障排除范圍大，既可用于線路故障時，也可用于定期檢查期間。如果檢測值與期望值之間的差距過大，就很難準確地找到故障的位置。因此，在故障處理過程中，可能存在無法解決的故障，二次系統(tǒng)不能正常工作。面對這種情況，工作人員可以利用相鄰線路比較、參考的方法進行詳細的故障排除，以最快的速度找到故障點。

4.3技術改造措施

隨著電力系統(tǒng)和新技術的不斷集成和引進，高科技給電力系統(tǒng)帶來了極大的便利。因此，目前一些技術主要集中在電力系統(tǒng)故障方面。為了解決一些難以解決的問題，我們需要對技術進行改革，以確保能夠有效地處理故障的具體問題。例如，電流互感器越難飽和故障，相關研究人員已經開發(fā)出一種新型的電子電流互感器，本質上解決了電流互感器飽和故障。最后，面對相對老舊的設備和裝置，我們可以在評估后進行技術改造，確保老舊設備可以重復利用，充分發(fā)揮其效能。

結束語

當今，隨著現(xiàn)代通信技術、人工智能技術和網絡信息技術的不斷發(fā)展，繼電保護技術及其理論也得到了迅速的發(fā)展，為電力系統(tǒng)的安全運行提供了巨大的保障。未來，隨著科學技術水平的不斷提高，繼電保護技術將有更大的進步，研究理論將有更大的突破，具有很大的發(fā)展前景。深入分析電力系統(tǒng)繼電保護技術的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，有助于電力工作者掌握繼電保護的研究現(xiàn)狀，充分認識繼電保護的未來發(fā)展趨勢，有利于繼電保護技術的創(chuàng)新和研究，有利于開拓更廣闊的發(fā)展空間。

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