配電線路繼電保護(hù)的改進(jìn)

何鵬飛

摘 要：近年來，我國的繼電保護(hù)工程全面發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高，微機(jī)化操作開始普遍應(yīng)用，過電流的保護(hù)能力不斷提升。但是即便如此，配電線路繼電保護(hù)在可靠性以及運(yùn)行維護(hù)水平上依舊存在諸多不足，繼電保護(hù)的原理和配置缺乏靈動(dòng)性，一旦發(fā)生事故，就會(huì)造成巨大損失。在網(wǎng)絡(luò)日趨發(fā)展的背景下，我們必須結(jié)合實(shí)際提出繼電保護(hù)的具體改進(jìn)措施，解決損耗問題，確保繼電保護(hù)配置的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：配電線路；繼電保護(hù)配置；改進(jìn)措施；思路構(gòu)建

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，各類技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，我國在中低壓配電系統(tǒng)改造方面有了尤為明顯的提升，自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)開始運(yùn)行，并且提高了電能運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了耗損減小的目的。然而最為明顯的問題就是繼電保護(hù)配置還相對(duì)滯后，傳統(tǒng)的電磁式保護(hù)方法仍舊占主導(dǎo)，嚴(yán)重影響了配電線路性能的發(fā)揮。隨著新技術(shù)的變革發(fā)展，我們必須打破固有思維，明確繼電保護(hù)配置存在的問題，并提出合理的改進(jìn)措施。

1 配電線路繼電保護(hù)配置存在的主要問題

我國目前采取的配電線路繼電保護(hù)配置在總體能力上還較為欠缺，選擇性、速動(dòng)性、靈敏性以及可靠性上還不達(dá)標(biāo)，無法凸顯繼電保護(hù)配置的重要性。

目前，我國35kV以下的低壓系統(tǒng)，采用的還是單電源輻射性電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、可重構(gòu)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及“手拉手”供電結(jié)構(gòu)中的一種，繼電保護(hù)只能實(shí)現(xiàn)短時(shí)期內(nèi)的保護(hù)。繼電保護(hù)的配置也僅包括2種模式，即階段式線路兩端均裝保護(hù)以及有方向的距離保護(hù)，且2種方式都存在嚴(yán)重的局限性。具體而言，這2種方式從其原理上分析就存在不足，通過定值和時(shí)限的方式獲取保護(hù)，只能保證某部門區(qū)段的電路故障可以被及時(shí)解決，剩余的故障一般要延時(shí)0.3 s～0.5 s，有的甚至要更長時(shí)間。與此同時(shí)，由于運(yùn)行方式的影響，使階段式保護(hù)的靈敏度較低，計(jì)算量大且復(fù)雜，保護(hù)不到位。

對(duì)于中低壓系統(tǒng)故障而言，雖然延時(shí)保護(hù)不會(huì)造成大面積電力中斷的現(xiàn)象，可是危害依舊嚴(yán)重，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)大面積斷電的情況，根據(jù)不同的故障也會(huì)有不同的反映。具體而言，在電動(dòng)機(jī)負(fù)載量較大的情況下，會(huì)影響電壓的穩(wěn)定運(yùn)行，減小電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，出現(xiàn)甩負(fù)荷的問題，甚至發(fā)生短路。這時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，能夠發(fā)現(xiàn)同一系統(tǒng)上的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速明顯下降，只能通過吸收無功電流讓系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致電壓數(shù)值下降，或者直接造成崩潰；當(dāng)延時(shí)較多或者在故障切除過程中，一旦切除時(shí)間加長，相鄰設(shè)備有可能出現(xiàn)燒毀的情況，還有可能使設(shè)備受損，或者引發(fā)火災(zāi)和爆炸，擴(kuò)大危害性；由于當(dāng)前各種生產(chǎn)活動(dòng)逐步走向智能化方向，對(duì)于電力運(yùn)行提出了更高的要求，今后一旦發(fā)生故障，造成的損失也會(huì)越來越大。

2 配電線路繼電保護(hù)配置的改進(jìn)措施

基于上述內(nèi)容的論述，我們能夠直觀的認(rèn)識(shí)到配電線路繼電保護(hù)工作對(duì)于電力穩(wěn)定運(yùn)行的重要意義?；诋?dāng)前的電力情況，我們必須提出可行性的改進(jìn)方法，并從配置以及技術(shù)兩方面進(jìn)行完善。

2.1 中低壓線路繼電保護(hù)配置的改進(jìn)

基于上述內(nèi)容的論述，我們已經(jīng)了解到當(dāng)前的配電線路繼電保護(hù)配置還存在較為嚴(yán)重的問題，與現(xiàn)代化技術(shù)的要求不相適應(yīng)，無法滿足電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的要求。新的眾聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)方式具有一定的優(yōu)勢，靈敏度非常高，且成本花費(fèi)低，與現(xiàn)代化技術(shù)的結(jié)合使用可以有效解決原來的問題。同時(shí)，它最大的優(yōu)勢是其信息實(shí)質(zhì)是一位二進(jìn)制數(shù)，只要對(duì)線路兩端的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行比較即可。從理論上講，無論是在高壓或超高壓的輸電系統(tǒng)，還是在中低壓的配電系統(tǒng)，縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)基于基爾霍夫電流定律。它需要同時(shí)采集并實(shí)時(shí)交換被保護(hù)線路兩端的電流信息（電流瞬時(shí)值或相量），必須有同步采樣的控制措施。

象圖1為單側(cè)電源系統(tǒng)，這時(shí)通常線路末端不安裝斷路器、電流互感器和保護(hù)裝置，被保護(hù)線路L1全線的故障以及下一級(jí)變電站母線2的故障都應(yīng)該由保護(hù)K1動(dòng)作跳閘。

在這種情況下，可以利用“母線2電壓降低（或有較大變化量），但所有出線過流元件都不作”作為故障不在母線2下游出線上的判據(jù)。滿足該判據(jù)時(shí)立即向保護(hù)K1發(fā)允許信號(hào)，如果K1過流元件動(dòng)作，說明故障一定在線路L1上或母線2上，K1在接到變電站2發(fā)來的允許信號(hào)后可以立即跳閘，快速將故障切除。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)

2.2.1 光纖通道

光纖傳播可靠性好，傳輸?shù)娜萘烤薮?，傳輸和切換延時(shí)都比較小，在有條件和技術(shù)允許的情況下，應(yīng)該盡可能利用光纖通道進(jìn)行敷設(shè)。它完全可以滿足縱聯(lián)比較式繼電保護(hù)的高標(biāo)準(zhǔn)，將其運(yùn)用到配電變電站、開關(guān)站以及開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等地方，可以構(gòu)成一個(gè)縱聯(lián)原理保護(hù)體系，切實(shí)提高繼電保護(hù)配電的水平，并減少不必要的開支。

2.2.2 電力線載波

在高壓和超高壓系統(tǒng)中，電力線載波曾是縱聯(lián)保護(hù)交換信息的主要形式，隨著光纖技術(shù)的引入，其應(yīng)用有所減少，但目前在雙重化保護(hù)配置中，通常還是有一套縱聯(lián)保護(hù)應(yīng)用電力線載波通道。在中低壓配電系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用載波來傳輸縱聯(lián)保護(hù)信號(hào)，但中低壓線路通常有較多分支，如果每個(gè)分支的末端都裝設(shè)阻波器和結(jié)合設(shè)備，投資會(huì)比較高，如不裝設(shè)阻波器，信號(hào)衰耗可能比較大。因此，這種模式適合沒有分支線的配電線路。

2.2.3 專線通道

該通道是專門設(shè)立的傳送繼電保護(hù)信號(hào)的通道，該技術(shù)對(duì)線路的材料要求不高，可以是雙絞線也可以是電纜，甚至是普通控制電線。但是它只能應(yīng)用于被保護(hù)線路較短的場合，其優(yōu)勢在于不存在延時(shí)，可靠性強(qiáng)。

2.2.4 無線電臺(tái)

無線電臺(tái)適用于允許式加速方案狀況下，它的傳輸非常方便，只需要設(shè)定一個(gè)無線發(fā)射機(jī)于裝設(shè)之上，就能夠接收到信號(hào)。一旦其感受到存在“非外界的故障”消息，還能夠進(jìn)行加速保護(hù)。不過，其缺點(diǎn)在于無法應(yīng)用于有許多高大建筑物的城市。

3 結(jié)語

總之，繼電保護(hù)配套的改進(jìn)已經(jīng)勢在必行，這也是現(xiàn)代化技術(shù)全面發(fā)展的應(yīng)用方案，能夠有效走出傳統(tǒng)的保護(hù)原理和方式存在的不足。具體操作方式和保護(hù)措施在上文有詳細(xì)列舉，只有通過科學(xué)的研究，使用新的技術(shù)，并轉(zhuǎn)化原來的技術(shù)方法，才能大力推廣新的快速保護(hù)途徑，強(qiáng)化配電線路繼電保護(hù)配置，更好地解決電力運(yùn)輸中遇到的問題。

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