不對稱斷線對變電繼電保護(hù)的具體影響

陳光明

廣東電網(wǎng)惠州龍門供電局，廣東惠州 516800

不對稱斷線對變電繼電保護(hù)的具體影響

陳光明

廣東電網(wǎng)惠州龍門供電局，廣東惠州 516800

對于電網(wǎng)安全來說，不對稱短線問題的危害十分的嚴(yán)重。電網(wǎng)一旦出現(xiàn)短線，產(chǎn)生的強(qiáng)大電流會損害電網(wǎng)中的一些設(shè)備，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備的徹底燒毀。本文針對不對稱短線對變電繼電保護(hù)的相關(guān)影響進(jìn)行了探討。

.不對稱斷線；繼電保護(hù)；影響

1 概述

隨著我國電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，數(shù)字化以及自動化的管理手段在整個電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。其中自動化技術(shù)在整個電力系統(tǒng)中的采用，在很大程度上減少了工作人員的重復(fù)勞動，提高了工作效率，縮短工作時間，進(jìn)而提高了整個電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。但是不可否認(rèn)，我國的電網(wǎng)環(huán)境相對復(fù)雜，還存在著很多的問題，這樣繼電保護(hù)系統(tǒng)作為維護(hù)電網(wǎng)安全的重要手段越來越受到相關(guān)部門的重視。因此，為了應(yīng)對電網(wǎng)中可能存在的安全隱患，保證整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行，就需要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。在電網(wǎng)運行的實際工作中，不對稱短線的發(fā)生具有十分嚴(yán)重的危害，一點出現(xiàn)斷線故障，電網(wǎng)中的電流就會在瞬時加大，對變壓器等設(shè)備造成很大的沖擊，甚至?xí)斐勺儔浩鞯臒龤?，進(jìn)而導(dǎo)致大面積的停電故障，針對這種情況，就需要采取繼電保護(hù)措施。

2 常見斷線故障及危害

不對稱短線故障在中性點不接地系統(tǒng)中的表現(xiàn)形式十分多樣，主要有以下幾種：三相短路、兩相短路、兩相接地短路。在這些之中，三相短路的危害最為嚴(yán)重。在發(fā)生三相短路故障時，線路中的電流在瞬間增大，從而嚴(yán)重危害整個線路中的電器設(shè)備，嚴(yán)重時會造成設(shè)備的燒毀，頻繁的故障會造成電器設(shè)備壽命周期大大縮短。短路發(fā)生時還會造成線路中的電壓降低，影響經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)以及居民的日常用電，甚至還會造成大面積的停電事故。除此之外，短路還會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。

3 不對稱斷線對繼電保護(hù)裝置影響

3.1 需要提供可靠性

不對稱短線造成三相電壓的不對稱，引起三相電流的不對稱，最終導(dǎo)致線路中的電氣設(shè)備由于電流過大而遭到損壞。為了避免這種情況的發(fā)生，就需要可靠性高的繼電保護(hù)裝置，也就是說繼電保護(hù)裝置能夠根據(jù)現(xiàn)場發(fā)生的實際情況做出準(zhǔn)確的動作。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，要對不同的情況做出靈活準(zhǔn)確的反應(yīng)。另一方面，在不應(yīng)該發(fā)生動作的時候能夠不產(chǎn)生誤動。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要由生產(chǎn)廠家的出場質(zhì)量以及日后對于其維護(hù)的水平共同決定的?？偟膩碚f應(yīng)該選擇元件質(zhì)量高的合格產(chǎn)哦，回路采取盡可能簡單的接線方式，并且定期對裝置進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)以及調(diào)試，確保其反應(yīng)的靈敏以及狀態(tài)的可靠。

3.2 對繼電保護(hù)的選擇性影響

繼電保護(hù)裝置應(yīng)該具備相應(yīng)的選擇判斷能力也就是說電網(wǎng)一點出現(xiàn)短路故障，繼電保護(hù)裝置能夠進(jìn)行相應(yīng)的判斷對于受到影響的設(shè)備優(yōu)先進(jìn)行切除。如果故障設(shè)備或者線路的保護(hù)出現(xiàn)拒動的情況，那么就有附近的保護(hù)裝置對其進(jìn)行切除。但是由相鄰的設(shè)備進(jìn)行故障設(shè)備切除的時候，往往會造成大范圍的斷電。由于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這給后備設(shè)備的保護(hù)工作造成可極大的困難，一般采用就近原則對其進(jìn)行保護(hù)。在電網(wǎng)實際運行過程中，當(dāng)發(fā)生不對稱斷線時，與變壓器距離最近的保護(hù)裝置應(yīng)該能夠在短路器拒動的情況下對其進(jìn)行必要的保護(hù)，這就是變電站繼電保護(hù)中的選擇性保護(hù)。所以在線路設(shè)計的時候，對每個需要重點保護(hù)的設(shè)備都要進(jìn)行相應(yīng)的選擇性設(shè)計，以便在短路器出現(xiàn)拒動時能夠?qū)χ匾O(shè)備提供必要的保護(hù)。

除此之外，由于一旦出現(xiàn)不對稱斷線故障，斷路器以及二次回路都有出現(xiàn)拒動的可能性，為了避免這種情況的發(fā)生，在對重要設(shè)備的后備繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計過程中可以考慮遠(yuǎn)程保護(hù)設(shè)備，這樣的設(shè)計成本較低，且提高了可靠性。

3.3 對速動性的影響

一旦出現(xiàn)不對稱斷線故障，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該以最短的時間進(jìn)行反應(yīng)，采取相應(yīng)的動作對主要的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。這樣可以將故障發(fā)生時過大的電流對設(shè)備的沖擊降到最低。繼電保護(hù)裝置的速動性必須建立在選擇性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上的，否則時間再短，如果采取的是錯的動作就沒有意義了。由于設(shè)備的價格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于低壓設(shè)備一般沒有使用的必要，大多用于高壓線路以及電氣設(shè)備之中。

而在高壓配變電電網(wǎng)中，對變電設(shè)備的保護(hù)需要繼電保護(hù)設(shè)備的快速動作，這對于不對稱斷線引發(fā)的故障尤其適用。因為不對稱斷線會在線路中產(chǎn)生瞬間的強(qiáng)電流，對設(shè)備造成沖擊時間越長，損害就越大，如果繼電保護(hù)裝置以最短的時間做出正確的反應(yīng)動作，將會使電流對于設(shè)備的損壞降到最低。

實際上，對不同電壓等級和不同結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)，切除故障的最小時間有不同的要求。例如，對于35kV～60kV配電網(wǎng)絡(luò)，通常0.5s～0.7s； 110kV～330kV高壓電網(wǎng) ，約為0.15s～0.3s；500kV 及以上超高壓電網(wǎng)，約為0.1s～0.12s。目前國產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置，在一般情況下，完全可以滿足上述電網(wǎng)對快速切除故障的要求。對于反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。

3.4 對于靈敏性的影響

靈敏度時一把雙刃劍，繼電保護(hù)的靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)是可靠性聯(lián)系在一起的，也就是在故障面前采取正確的動作的基礎(chǔ)。只有對異常電流進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷才能作出準(zhǔn)確的保護(hù)動作。只有滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)才能在規(guī)定的范圍內(nèi)作出這樣的動作。符合要求的繼電保護(hù)裝置，在規(guī)定范圍內(nèi)的故障出現(xiàn)時，不管短路的位置和短路的性質(zhì)，以及短路點是否有過渡電阻，都會作出正確的動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下的三相短路時采取可靠動作，而在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的電阻過渡兩相或者單相短路的時候也能動作。

所謂系統(tǒng)最大運行方式就是被保護(hù)線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運行方式；系統(tǒng)最小運行方式就是在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運行方式。故障參數(shù)如電流、電壓和阻抗等的計算，應(yīng)根據(jù)實際可能的最不利的運行方式和故障類型來進(jìn)行。增加靈敏性，即增加了保護(hù)動作的信賴性，但有時與安全性相矛盾。對不同作用的保護(hù)及被保護(hù)的設(shè)備和線路，所要求的靈敏系數(shù)不同。

[1]劉文松.探討電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的運行與維護(hù)[J].廣東科技，2010(4).

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