配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題以及改善方略

韓清波

摘 要：對配電系統(tǒng)實(shí)行繼電保護(hù)不僅能保護(hù)電網(wǎng)中的設(shè)備部件，而且將故障排除出電網(wǎng)，恢復(fù)正常供電。在文章中筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題，有針對性地提出了解決繼電保護(hù)相關(guān)問題的對策，希望對配電系統(tǒng)安全運(yùn)行有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；問題；改善

前言

配電系統(tǒng)繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的自動(dòng)保障措施得到了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者加大了對繼電保護(hù)的研究力度，使得繼電保護(hù)技術(shù)得到了快速發(fā)展。但我國對繼電保護(hù)技術(shù)的研究起步較晚，研究相對較少，導(dǎo)致配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)仍存在一些問題。

1 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理及作用

配電網(wǎng)的主要任務(wù)是保證安全可靠地供電、管理電壓、分配負(fù)荷等，最終提供高質(zhì)量的電能。配電系統(tǒng)包括10kV、220kV和500kV不同類型，使系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行方式變得復(fù)雜，這凸顯了配電系統(tǒng)保護(hù)的難度和重要性。配電系統(tǒng)繼電保護(hù)可以對電源進(jìn)線實(shí)行超過電路負(fù)荷時(shí)報(bào)警、定時(shí)限過流保護(hù)，或者對饋出線路實(shí)行電流速斷保護(hù)。配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用原理如下：當(dāng)電力系統(tǒng)中某個(gè)被保護(hù)的電器元件發(fā)生短路等故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置接收到信號提示，并對故障的危害性進(jìn)行判斷。如果故障的危害程度比較小，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)對其延時(shí)處理，這樣可以有效避免因?yàn)橥饨绺蓴_而導(dǎo)致的繼電保護(hù)裝置異動(dòng)報(bào)警問題；當(dāng)確認(rèn)電器元件不能正常使用后，可以將此問題電器元件及時(shí)從整個(gè)電子系統(tǒng)中分離出來，在保護(hù)故障電器元件免受毀壞的同時(shí)，可以起到盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)功能，使整個(gè)電子系統(tǒng)正常運(yùn)行的作用。

2 當(dāng)前配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問題

繼電保護(hù)是保護(hù)配電設(shè)備的重要途徑，不過實(shí)際保護(hù)過程中還存在著一些問題，影響了電力的正常輸送。

2.1 設(shè)備老化嚴(yán)重

現(xiàn)階段我國配電系統(tǒng)中使用的繼電保護(hù)設(shè)備大部分比較老舊，自動(dòng)化程度不高，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不能充分發(fā)揮其作用。比如很多老式繼電保護(hù)裝置的節(jié)點(diǎn)處多出現(xiàn)氧化塵，這樣會(huì)使壓力降低，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的敏感性和準(zhǔn)確性下降，很容易出現(xiàn)當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)繼電保護(hù)拒絕啟動(dòng)應(yīng)急處理方案或者當(dāng)異動(dòng)問題較輕不會(huì)對電子系統(tǒng)構(gòu)成威脅時(shí)啟動(dòng)了應(yīng)急處理方案，把電器元件與整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行了分離，甚至是越級跳閘問題的頻出。

2.2 短路電流造成電流互感器瞬間飽和

配電系統(tǒng)中的供應(yīng)電流一般都很大，當(dāng)變、配電所出口處發(fā)生短路時(shí)，短路電流甚至可以達(dá)到電流互感器一次側(cè)額定電流的幾十甚至幾百倍，使電流互感器變比的誤差加大，電流速斷保護(hù)可能停止工作。短路造成電流互感器飽和，定時(shí)限過流保護(hù)裝置拒動(dòng)，從而擴(kuò)大了故障影響的范圍，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)配電系統(tǒng)癱瘓。

2.3 校驗(yàn)裝置存在漏洞

當(dāng)前我國所使用的配電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備中的最重要裝置--保護(hù)校驗(yàn)裝置仍以傳統(tǒng)儀器為主，在保護(hù)校驗(yàn)的敏感性和準(zhǔn)確性上均不高，嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)裝置的工作效率和使用性能。再加上長期缺少必要的繼電保護(hù)技術(shù)圖紙等資料，使一般性檢查和專項(xiàng)檢查工作效率不高，往往只能“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”，無法系統(tǒng)地獲取第一手資料，使得保護(hù)校驗(yàn)工作不能正常、順利地進(jìn)行。

2.4 勵(lì)磁涌流的影響

電流速斷保護(hù)中沒有將配電變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流這一影響因素給予足夠的重視和充分的考慮，會(huì)導(dǎo)致這時(shí)的勵(lì)磁涌流初始值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無時(shí)限電流速斷保護(hù)值，這就造成一些變電所的輸出線在檢修問題時(shí)能正常工作運(yùn)行，而當(dāng)合上電器開關(guān)時(shí)反倒容易啟動(dòng)跳閘這一保護(hù)處理機(jī)制，更有甚者會(huì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)跳閘問題。

2.5 環(huán)網(wǎng)供電缺乏保護(hù)設(shè)施

我國配電繼電保護(hù)還不夠完善，由于技術(shù)等原因，環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)運(yùn)行方式是開口運(yùn)行，以負(fù)荷開關(guān)為主，用熔絲甚至直接用銅棒做繼電保護(hù)，很難協(xié)調(diào)繼電保護(hù)的選擇性。一旦發(fā)生線路故障，必然造成大面積的停電。

3 改善配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的方略

3.1 加強(qiáng)常規(guī)檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患

狀態(tài)檢修是發(fā)現(xiàn)問題、預(yù)防、解決問題的最重要手段，配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常規(guī)性檢查包括：第一，清點(diǎn)各部位連接件焊點(diǎn)是否存在虛焊的情況，繼電保護(hù)裝置連接部位螺絲是否緊固。例如保護(hù)屏端子螺絲連接部位非常多，如果沒有檢查或者漏檢，很容易導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)的情況發(fā)生。第二，繼電保護(hù)裝置中插件是否結(jié)合良好也是影響繼電保護(hù)功能的重要因素。所以一般性檢查時(shí)要將插件重新插入、螺絲擰緊。同時(shí)各元件保護(hù)屏、控制屏和端子箱的螺絲是否緊固也是一般性檢查的重要工作。

3.2 加大資金投入，更新老化設(shè)備

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，配電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置和技術(shù)得到了很大改善。為了提高繼電保護(hù)的效用和性能，需要與時(shí)俱進(jìn)地更新已經(jīng)老化或者頻出故障的繼電保護(hù)設(shè)備，同時(shí)加大對繼電保護(hù)工作的資金投入，以用來購買先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的繼電保護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)和發(fā)達(dá)國家的技術(shù)交流與互動(dòng)，了解相關(guān)領(lǐng)域的最新動(dòng)向和研究成果，使繼電保護(hù)系統(tǒng)更好地發(fā)揮其作用，保障配電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 避免短路造成電流互感器飽和

配電線路短路造成電流互感器飽和，在繼電保護(hù)中非常容易發(fā)生，造成設(shè)備靈敏度降低，而且對配電系統(tǒng)影響巨大。對此可以選擇較大額度比的電流互感器，例如10kV線路的電流互感器變比最好大于60/1。嚴(yán)格遵守速斷保護(hù)的原則，一旦超過規(guī)定的可靠系數(shù)值就立即實(shí)施斷電保護(hù)。盡量避免計(jì)量和保護(hù)共用電流互感器，減少電流互感器二次負(fù)載阻抗，使短路時(shí)電流互感器能感應(yīng)到較多的電流，從而避免電流互感器飽和。

3.4 解決繼電保護(hù)校驗(yàn)裝置漏洞

配電系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)裝置漏洞的解決從兩方面入手。其一，加大配電系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)裝置高性能儀器的建設(shè)投入。高精尖儀器不僅能保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，更能提高校驗(yàn)裝置的工作性能。其二，繼電保護(hù)相關(guān)圖紙資料的保管要系統(tǒng)化、制度化。各類繼電保護(hù)裝置和校驗(yàn)裝置的圖紙資料對日后的保養(yǎng)維修有著非常重要的作用，所以要有專人對這類資料進(jìn)行整理、核對和利用，使繼電保護(hù)能夠更好地發(fā)揮作用。

3.5 防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)

勵(lì)磁涌流是變壓器特有的電磁現(xiàn)象，我們要認(rèn)識勵(lì)磁涌流的特性，才能解決涌流引起的誤動(dòng)。勵(lì)磁涌流隨著時(shí)間的延長而衰減，所以要對電流速斷保護(hù)增加時(shí)間延時(shí)，一般情況下在電流速斷保護(hù)和加速回路中加入0.1秒到0.5秒的延時(shí)，這樣的涌流幾乎衰減到可控范圍內(nèi)，也不會(huì)再引起誤動(dòng)。

3.6 完善環(huán)網(wǎng)供電的配套保護(hù)

環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電纜網(wǎng)絡(luò)采用的主要方式，不過目前環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)還沒有理想的繼電保護(hù)裝置，傳統(tǒng)的保護(hù)方式需要人工操作解除故障，無法適應(yīng)區(qū)域化的環(huán)網(wǎng)電力運(yùn)行，對此，可以結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，使繼電保護(hù)與自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，在環(huán)網(wǎng)供電出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)，從而擴(kuò)大對環(huán)網(wǎng)的繼電保護(hù)，這將成為是我國電網(wǎng)改革的重點(diǎn)。

4 結(jié)束語

人們對電力能源的依賴度越來越高，配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要性也愈發(fā)明顯。面對當(dāng)前配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的問題，我們一方面要打好基本功，解決存在的問題，另一方面要對配電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的趨勢有所預(yù)測，迎接更大的挑戰(zhàn)。通過多方努力，共同提高配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的效率和穩(wěn)定性。

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